Question

我在生成随机整数的过程中发现了一些有趣的东西（至少对我来说），我无法向自己解释，所以我想我会在这里发布。

我的需求很简单：我正在生成随机整数（Int32）ID，旨在最大限度地减少冲突。生成时间不是问题。

我已尝试过这些方法来生成随机整数：

1）

   return rnd.Next();

其中rnd是类型为Random的类字段，带有来自方法＃3的种子。

2）。

   return rnd.Next(Int32.MinValue, Int32.MaxValue);

其中rnd也是类型为Random的类字段，带有方法＃3的种子。

3。）

   var buffer = new byte[sizeof(int)];
   using (var rng = new RNGCryptoServiceProvider())
   {
        rng.GetBytes(buffer);
   }            
   return BitConverter.ToInt32(buffer, 0);

注意：我还尝试将RNGCryptoServiceProvider作为类字段在初始化容器类时初始化一次以简化GC的工作，但我花了相同的时间来生成所以我认为这将是“更随机”。

4。）

   return new Random(Method3()).Next();

5。）

   return new Random(Method3()).Next(Int32.MinValue, Int32.MaxValue);

我知道，在每次调用时创建新的Random（int种子）非常耗时，但碰撞次数较少，对吧？

嗯，现在是神秘的一部分。我认为大多数碰撞都会有方法＃1和＃2，其中＃1会稍微快一点，而且碰撞更少，碰撞最少的方法是＃4和＃5，其中＃4会稍微快一点，而且方法＃更多3会有某种妥协。

所以我做了一个测试来证明我的假设。我使用所提到的每种方法生成了10倍（以使其平均）一百万个随机数，并获得了生成一百万个数字所需的平均碰撞次数和平均时间。结果（如下）对我来说有点意外。

结果：持续时间为小时：分钟：秒：毫秒格式

Method1: AvgCollisions: 235, AvgDuration: 00:00:00.3561967
Method2: AvgCollisions: 116, AvgDuration: 00:00:00.4042033
Method3: AvgCollisions: 115, AvgDuration: 00:00:04.6037259
Method4: AvgCollisions: 234, AvgDuration: 00:00:09.2195856
Method5: AvgCollisions: 233, AvgDuration: 00:00:09.1788223

我再次进行了几次测试，它总是大致相同。

你也不奇怪吗？时间并不是我想象的那么多，但结果对我来说意味着，方法2是最好的生成随机数，因为它是最随机的，最快的，你可以设置一个最小和最大生成的数字。不知道Method2对Method3的预测程度有多大，因为我不知道如何测试它。

有人可以解释一下我做错了什么，或者为什么方法＃4和＃5没有碰撞最少，为什么碰撞的百分比总是一样的？它不应该是随机的吗？

修改以下是我已完成此测试的Visual Studio 2010解决方案：http://bit.ly/nxLODw

Answer 1

唯一奇怪的行为是方法5。

在方法1,4中，生成0到int.MaxValue范围内的数字。

在方法2,3和5中，生成int.MinValue到int.MaxValue范围内的数字。

因此，对于方法2和方法3，你的范围大约是方法的两倍，与方法1,4相比，它们有大约一半的碰撞。这对我来说似乎很正常。

那么为什么方法5产生与方法1和4一样多的碰撞，即使它在更大的范围内生成数字？好吧，事实证明System.Random构造函数采用种子的绝对值。换句话说，它将随机序列的数量减少到可能的一半。因此，即使从较大范围获得数字，也可以从较少的不同序列中生成它们。

Answer 2

当你在那里时，你可能想要将＃3修改为：

        var buffer = new byte[sizeof(int)];

        using (var rng = new RNGCryptoServiceProvider())
        {
            rng.GetBytes(buffer);
        }

        return BitConverter.ToInt32(buffer, 0);

这a）保证你的数组是int的大小（而不是幻数4）和b）正确处理IDisposable所在的RNGCryptoServiceProvider。

C＃生成随机int - 之谜

2 个答案: