• C#中如何使用Random类生成不重复的随机数
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  • 凝晨
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前言

生成随机数是我们在开发系统时非常常见的一种场景,比如生成一个随机数验证码。对于生成简单的随机验证码,没有那么多要求的,我们可以直接使用C#的Random类new个对象就可以生成了,这个对象提供了多种方法,不仅能指定生成随机数的最大值和最小值,还可以指定生成随机数的的范围。如下:我们可以使用两种方式初始化一个随机数发生器:

第一种方法不指定随机种子,系统自动选取当前时间作为随机种子:
Random ro = new Random();
第二种方法可以指定一个int型参数作为随机种子:
int iSeed=10; 
Random ro = new Random(10); 
long tick = DateTime.Now.Ticks; 
Random ran = new Random((int)(tick & 0xffffffffL) | (int) (tick >> 32));
这样可以保证99%不是一样。之后,我们就可以使用这个Random类的对象来产生随机数,这时候要用到Random.Next()方法。这个方法使用相当灵活,你甚至可以指定产生的随机数的上下限。
不指定上下限的使用如下: 
int iResult; 
iResult=ro.Next();
下面的代码指定返回小于100的随机数: 
int iResult; 
int iUp=100; 
iResult=ro.Next(iUp);
而下面这段代码则指定返回值必须在50-100的范围之内: 
int iResult; 
int iUp=100; 
int iDown=50; 
iResult=ro.Next(iDown,iUp);
除了Random.Next()方法之外,Random类还提供了Random.NextDouble()方法产生一个范围在0.0-1.0之间的随机的双精度浮点数: 
double dResult; 
dResult=ro.NextDouble();
但是用Random类生成题号,会出现重复,特别是在数量较小的题目中要生成不重复的的题目是很难的。参考了网上的一些方法,找到两类解决方法,一类是通过随机种子入手,使每一次的随机种子不同,来保证不重复;第二类是使用一些数据结构和算法。下面主要就第二类介绍几个方法:

方法1:思想是用一个数组来保存索引号,先随机生成一个数组位置,然后把随机抽取到的位置的索引号取出来,并把最后一个索引号复制到当前的数组位置,然后使随机数的上限减一,具体如:先把这100个数放在一个数组内,每次随机取一个位置(第一次是1-100,第二次是1-99,...),将该位置的数用最后的数代替。
int[] index = new int[15];
for(int i = 0; i < 15; i++) index = i;
Random r = new Random();
//用来保存随机生成的不重复的10个数 
int[] result = new int[10];
int site = 15; //设置上限 
int id;
for(int j = 0; j < 10; j++)
{
    id = r.Next(1, site - 1);
    //在随机位置取出一个数,保存到结果数组 
    result[j] = index[id];
    //最后一个数复制到当前位置 
    index[id] = index[site - 1];
    //位置的上限减少一 
    site--;
}
方法2:利用Hashtable
Hashtable hashtable = new Hashtable();
Random rm = new Random();
int RmNum = 10;//堆代码 duidaima.com
for(int i = 0; hashtable.Count < RmNum; i++)
{
    int nValue = rm.Next(100);
    if(!hashtable.ContainsValue(nValue) && nValue != 0)
    {
        hashtable.Add(nValue, nValue);
        Console.WriteLine(nValue.ToString());
    }
}
方法3:递归,用它来检测生成的随机数是否有重复,如果取出来的数字和已取得的数字有重复就重新随机获取。
Random ra = new Random(unchecked((int) DateTime.Now.Ticks));
int[] arrNum = new int[10];
int tmp = 0;
int minValue = 1;
int maxValue = 10;
for(int i = 0; i < 10; i++)
{
    tmp = ra.Next(minValue, maxValue); //随机取数 
    arrNum = getNum(arrNum, tmp, minValue, maxValue, ra); //取出值赋到数组中 
}
public int getNum(int[] arrNum, int tmp, int minValue, int maxValue, Random ra)
{
    int n = 0;
    while(n <= arrNum.Length - 1)
    {
        if(arrNum[n] == tmp) //利用循环判断是否有重复 
        {
            tmp = ra.Next(minValue, maxValue); //重新随机获取。 
            getNum(arrNum, tmp, minValue, maxValue, ra); //递归:如果取出来的数字和已取得的数字有重复就重新随机获取。 
        }
        n++;
    }
    return tmp;
}

总结

生成随机数是我们开发者常见的功能需求,对于简单的随机数,C#的Random类直接可用,但是如果要生成不重复的随机数,那还是需要一点技巧和方法,本文主要介绍了三种生成不重复随机数的方法,大家可以根据自己的需要选择合适的解决方案。


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