如何在 C# 中生成随机整数？

Random class 用于创建随机数。 （当然是伪随机的。）。

例子：

Random rnd = new Random();
int month  = rnd.Next(1, 13);  // creates a number between 1 and 12
int dice   = rnd.Next(1, 7);   // creates a number between 1 and 6
int card   = rnd.Next(52);     // creates a number between 0 and 51

如果要创建多个随机数，则应保留 Random 实例并重复使用它。如果您创建新实例的时间太接近，它们将产生与随机生成器从系统时钟播种的相同系列的随机数。

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这个问题看起来很简单，但答案有点复杂。如果您看到几乎每个人都建议使用 Random 类，有些人建议使用 RNG 加密类。但是什么时候选择什么。

为此，我们需要首先了解“随机”一词及其背后的哲学。

我鼓励您观看此视频，该视频深入探讨了使用 C# https://www.youtube.com/watch?v=tCYxc-2-3fY 的 RANDOMNESS 哲学

首先让我们了解随机性的哲学。当我们告诉一个人在红色、绿色和黄色之间进行选择时，内部会发生什么。是什么让一个人选择红色、黄色或绿色？

https://i.stack.imgur.com/nsoQL.png

一些初步的想法进入决定他选择的人的脑海中，它可以是最喜欢的颜色，幸运的颜色等等。换句话说，一些我们在 RANDOM 中称为 SEED 的初始触发器。这个 SEED 是起点，是促使他选择 RANDOM 值的触发器。

现在，如果种子很容易猜到，那么这些随机数被称为伪随机数，而当种子难以猜测时，这些随机数被称为安全随机数。

例如，一个人根据天气和声音组合选择颜色，那么很难猜出最初的种子。

https://i.stack.imgur.com/vQ9y5.png

现在让我做一个重要的声明：-

*“Random”类仅生成 PSEUDO 随机数，要生成 SECURE 随机数，我们需要使用“RNGCryptoServiceProvider”类。

https://i.stack.imgur.com/JJ93T.png

随机类从您的 CPU 时钟中获取种子值，这是非常可预测的。所以换句话说，C# 的 RANDOM 类生成伪随机数，下面是相同的代码。

var random = new Random();
int randomnumber = random.Next()

而 RNGCryptoServiceProvider 类使用操作系统熵来生成种子。操作系统熵是使用声音、鼠标点击和键盘计时、热温度等生成的随机值。下面是相同的代码。

using (RNGCryptoServiceProvider rg = new RNGCryptoServiceProvider()) 
{ 
    byte[] rno = new byte[5];    
    rg.GetBytes(rno);    
    int randomvalue = BitConverter.ToInt32(rno, 0); 
}

要了解操作系统熵，请观看 14:30 https://www.youtube.com/watch?v=tCYxc-2-3fY 的这段视频，其中解释了操作系统熵的逻辑。因此，简单地说，RNG Crypto 会生成 SECURE 随机数。

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每次执行 new Random() 时，它都会被初始化。这意味着在一个紧密的循环中，您可以多次获得相同的值。您应该保留一个 Random 实例并继续在同一实例上使用 Next。

//Function to get random number
private static readonly Random getrandom = new Random();

public static int GetRandomNumber(int min, int max)
{
    lock(getrandom) // synchronize
    {
        return getrandom.Next(min, max);
    }
}

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请注意，new Random() 是在当前时间戳上播种的。

如果您只想生成一个数字，您可以使用：

new Random().Next( int.MinValue, int.MaxValue )

有关更多信息，请查看 Random 类，但请注意：

但是，由于时钟的分辨率有限，因此使用无参数构造函数来创建不同的 Random 对象以紧密连续地创建随机数生成器，这些生成器会生成相同的随机数序列

所以不要用这段代码来生成一系列随机数。

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Random r = new Random();
int n = r.Next();

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我想添加一个加密安全版本：

RNGCryptoServiceProvider 类（MSDN 或 dotnetperls）

它实现了 IDisposable。

using (RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider())
{
   byte[] randomNumber = new byte[4];//4 for int32
   rng.GetBytes(randomNumber);
   int value = BitConverter.ToInt32(randomNumber, 0);
}

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创建一个随机对象

Random rand = new Random();

并使用它

int randomNumber = rand.Next(min, max);

您不必每次需要一个随机数时都初始化 new Random()，启动一个 Random 然后在循环或其他任何内容中根据需要多次使用它

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您可以在他为伪随机数构建的 MiscUtil 类库中使用 Jon Skeet 的 StaticRandom 方法。

using MiscUtil;
...

for (int i = 0; i < 100; 
    Console.WriteLine(StaticRandom.Next());

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我已经尝试了所有这些解决方案，不包括 COBOL 答案......哈哈

这些解决方案都不够好。我需要快速 for int 循环中的随机数，即使在非常宽的范围内，我也会得到大量重复值。在适应了太久的随机结果之后，我决定最终一劳永逸地解决这个问题。

一切都与种子有关。

我通过解析 Guid 中的非数字来创建一个随机整数，然后我用它来实例化我的 Random 类。

public int GenerateRandom(int min, int max)
{
    var seed = Convert.ToInt32(Regex.Match(Guid.NewGuid().ToString(), @"\d+").Value);
    return new Random(seed).Next(min, max);
}

更新：如果您实例化 Random 类一次，则不需要播种。所以最好创建一个静态类并调用一个方法。

public static class IntUtil
{
   private static Random random;

   private static void Init()
   {
      if (random == null) random = new Random();
   }

   public static int Random(int min, int max)
   {
      Init();
      return random.Next(min, max);
   }
}

然后你可以像这样使用静态类..

for(var i = 0; i < 1000; i++)
{
   int randomNumber = IntUtil.Random(1,100);
   Console.WriteLine(randomNumber); 
}

我承认我更喜欢这种方法。

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内置 Random 类 (System.Random) 生成的数字会生成伪随机数。

如果您想要真正的随机数，我们可以获得的最接近的是“安全伪随机生成器”，它可以通过使用 C# 中的 Cryptographic 类（例如 RNGCryptoServiceProvider）生成。

即便如此，如果您仍然需要真正的随机数，您将需要使用外部源（例如考虑放射性衰变的设备）作为随机数生成器的种子。因为，根据定义，纯算法生成的任何数字都不能是真正随机的。

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来自 here 的修改答案。

如果您可以访问与 Intel 安全密钥兼容的 CPU，则可以使用以下库生成真正的随机数和字符串：https://github.com/JebteK/RdRand 和 https://www.rdrand.com/

只需从 here 下载最新版本，包括 Jebtek.RdRand 并为其添加 using 语句。然后，您需要做的就是：

// Check to see if this is a compatible CPU
bool isAvailable = RdRandom.GeneratorAvailable();

// Generate 10 random characters
string key       = RdRandom.GenerateKey(10);

 // Generate 64 random characters, useful for API keys 
string apiKey    = RdRandom.GenerateAPIKey();

// Generate an array of 10 random bytes
byte[] b         = RdRandom.GenerateBytes(10);

// Generate a random unsigned int
uint i           = RdRandom.GenerateUnsignedInt();

如果您没有兼容的 CPU 来执行代码，只需使用 rdrand.com 上的 RESTful 服务。使用您的项目中包含的 RdRandom 包装器库，您只需要执行此操作（注册时您将获得 1000 次免费通话）：

string ret = Randomizer.GenerateKey(<length>, "<key>");
uint ret   = Randomizer.GenerateUInt("<key>");
byte[] ret = Randomizer.GenerateBytes(<length>, "<key>");

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只是作为将来参考的说明。

如果您使用的是 .NET Core，则多个 Random 实例不会像以前那样危险。我知道这个问题来自 2010 年，但由于这个问题很老但有一些吸引力，我认为记录变化是一件好事。

你可以参考我之前提出的这个问题：

Did Microsoft change Random default seed?

基本上，他们已将默认种子从 Environment.TickCount 更改为 Guid.NewGuid().GetHashCode()，因此如果您创建 2 个 Random 实例，它不应显示相同的数字（1:40 亿）。

您可以在此处查看 .NET Framework/.NET Core (2.0.0+) 的文件差异：https://github.com/dotnet/coreclr/pull/2192/commits/9f6a0b675e5ac0065a268554de49162c539ff66d

它不如 RNGCryptoServiceProvider 安全，但至少不会给你带来奇怪的结果。

通过@Enigmativity：

这现在已经过时了。使用 Guids 遭到了相当大的反对。代码现在是 Interop.GetRandomBytes((byte*)&result, sizeof(int));

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如其他答案中所述，一种良好的安全方法是使用安全密码生成器。这里的所有示例都显示了 RNGCryptoServiceProvider 的用法，与我建议的解决方案相比，它编写的代码很长。

使用在密码学 API 之上编写的 RandomNumberGenerator。它与 RNGCryptoServiceProvider 一样安全且具有相同的随机性。

// Gives a random number for the integer range.
// You can simply update the parameters as your needs.
RandomNumberGenerator.GetInt32(int.MinValue, int.MaxValue);

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这是我使用的类。像RandomNumber.GenerateRandom(1, 666)一样工作

internal static class RandomNumber
{
    private static Random r = new Random();
    private static object l = new object();
    private static Random globalRandom = new Random();
    [ThreadStatic]
    private static Random localRandom;
    public static int GenerateNewRandom(int min, int max)
    {
        return new Random().Next(min, max);
    }
    public static int GenerateLockedRandom(int min, int max)
    {
        int result;
        lock (RandomNumber.l)
        {
            result = RandomNumber.r.Next(min, max);
        }
        return result;
    }
    public static int GenerateRandom(int min, int max)
    {
        Random random = RandomNumber.localRandom;
        if (random == null)
        {
            int seed;
            lock (RandomNumber.globalRandom)
            {
                seed = RandomNumber.globalRandom.Next();
            }
            random = (RandomNumber.localRandom = new Random(seed));
        }
        return random.Next(min, max);
    }
}

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虽然这没关系：

Random random = new Random();
int randomNumber = random.Next()

大多数情况下，您都希望控制限制（最小和最大数量）。因此，您需要指定随机数的开始和结束位置。

Next() 方法接受两个参数，最小值和最大值。

所以如果我希望我的随机数在 5 到 15 之间，我会这样做

int randomNumber = random.Next(5, 16)

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我想演示每次使用新的随机生成器时会发生什么。假设您有两个方法或两个类，每个都需要一个随机数。你天真地把它们编码成：

public class A
{
    public A()
    {
        var rnd=new Random();
        ID=rnd.Next();
    }
    public int ID { get; private set; }
}
public class B
{
    public B()
    {
        var rnd=new Random();
        ID=rnd.Next();
    }
    public int ID { get; private set; }
}

你认为你会得到两个不同的ID吗？不

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        A a=new A();
        B b=new B();

        int ida=a.ID, idb=b.ID;
        // ida = 1452879101
        // idb = 1452879101
    }
}

解决方案是始终使用单个静态随机生成器。像这样：

public static class Utils
{
    public static readonly Random random=new Random();
}

public class A
{
    public A()
    {
        ID=Utils.random.Next();
    }
    public int ID { get; private set; }
}
public class B
{
    public B()
    {
        ID=Utils.random.Next();
    }
    public int ID { get; private set; }
}

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根据定义，计算机通过确定性过程计算出的数字不能是随机的。

如果你想要一个真正的随机数，随机性来自大气噪声或放射性衰变。

您可以尝试例如 RANDOM.ORG（它会降低性能）

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Random rand = new Random();
int name = rand.Next()

将您想要的任何值放在第二个括号中，确保您已通过编写 prop 和双制表符来设置名称以生成代码

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对于强随机种子，我总是使用 CryptoRNG 而不是 Time。

using System;
using System.Security.Cryptography;

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        var random = new Random(GetSeed());
        Console.WriteLine(random.Next());
    }

    public static int GetSeed() 
    {
        using (var rng = new RNGCryptoServiceProvider())
        {
            var intBytes = new byte[4];
            rng.GetBytes(intBytes);
            return BitConverter.ToInt32(intBytes, 0);
        }
    }
}

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Random random = new Random ();
int randomNumber = random.Next (lowerBound,upperBound);

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如果您希望 CSRNG 生成介于最小值和最大值之间的随机数，那么这是给您的。它将使用安全随机种子初始化 Random 类。

    class SecureRandom : Random
    {
        public static byte[] GetBytes(ulong length)
        {
            RNGCryptoServiceProvider RNG = new RNGCryptoServiceProvider();
            byte[] bytes = new byte[length];
            RNG.GetBytes(bytes);
            RNG.Dispose();
            return bytes;
        }
        public SecureRandom() : base(BitConverter.ToInt32(GetBytes(4), 0))
        {

        }
        public int GetRandomInt(int min, int max)
        {
            int treashold = max - min;
            if(treashold != Math.Abs(treashold))
            {
                throw new ArithmeticException("The minimum value can't exceed the maximum value!");
            }
            if (treashold == 0)
            {
                throw new ArithmeticException("The minimum value can't be the same as the maximum value!");
            }
            return min + (Next() % treashold);
        }
        public static int GetRandomIntStatic(int min, int max)
        {
            int treashold = max - min;
            if (treashold != Math.Abs(treashold))
            {
                throw new ArithmeticException("The minimum value can't exceed the maximum value!");
            }
            if(treashold == 0)
            {
                throw new ArithmeticException("The minimum value can't be the same as the maximum value!");
            }
            return min + (BitConverter.ToInt32(GetBytes(4), 0) % treashold);
        }
    }

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我将假设您想要一个如下所示的均匀分布的随机数生成器。大多数编程语言（包括 C# 和 C++）中的随机数在使用它们之前都没有正确洗牌。这意味着您将一遍又一遍地获得相同的数字，这并不是真正随机的。为避免一遍又一遍地绘制相同的数字，您需要一个种子。通常，对于这个任务来说，时间滴答是可以的。请记住，如果您每次都使用相同的种子，您将一遍又一遍地获得相同的数字。因此，请尝试始终使用不同的种子。时间是种子的良好来源，因为它们总是在变化。

int GetRandomNumber(int min, int max)
{
    Random rand = new Random((int)DateTime.Now.Ticks);
    return rand.Next(min, max);
}

如果您正在寻找正态分布的随机数生成器，则可以使用 Box-Muller 变换。检查 yoyoyoyosef 在随机高斯变量问题中的答案。由于您需要整数，因此您必须在最后将双精度值转换为整数。

Random rand = new Random(); //reuse this if you are generating many
double u1 = 1.0-rand.NextDouble(); //uniform(0,1] random doubles
double u2 = 1.0-rand.NextDouble();
double randStdNormal = Math.Sqrt(-2.0 * Math.Log(u1)) *
         Math.Sin(2.0 * Math.PI * u2); //random normal(0,1)
double randNormal =
         mean + stdDev * randStdNormal; //random normal(mean,stdDev^2)

Random Gaussian Variables

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抱歉，OP 确实需要一个随机的 int 值，但如果您想要一个随机的 BigInteger 值，为了分享知识的简单目的，您可以使用以下语句：

BigInteger randomVal = BigInteger.Abs(BigInteger.Parse(Guid.NewGuid().ToString().Replace("-",""), NumberStyles.AllowHexSpecifier));

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有许多实用程序函数或服务以与 System.Random 相同的方式更好地缓存，因此它适用于通用实现：

static public class CachedService<T> where T : new() {
    static public T Get { get; } = new T();
}

用于随机（或类似）：

CachedService<System.Random>.Get.Next(999);

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在 C# 中获取随机数

Random rand = new Random();
int i = rand.Next();

如果要生成随机数，可以使用一些随机数生成器，例如

https://arandomgenerator.com/random-number-generator-decimal/

https://random.org 等

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Random r=new Random();
int Numbers=r.next(min value, max value);

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为什么不使用 int randomNumber = Random.Range(start_range, end_range) ？

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重复使用一个 Random 实例

// Somewhat better code...
Random rng = new Random();
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    Console.WriteLine(GenerateDigit(rng));
}
...
static int GenerateDigit(Random rng)
{
    // Assume there'd be more logic here really
    return rng.Next(10);
}

本文着眼于为什么随机性会导致如此多的问题，以及如何解决这些问题。 http://csharpindepth.com/Articles/Chapter12/Random.aspx

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尝试这些简单的步骤来创建随机数：

创建函数：

private int randomnumber(int min, int max)
{
    Random rnum = new Random();
    return rnum.Next(min, max);
}

在要使用随机数的位置使用上述功能。假设您想在文本框中使用它。

textBox1.Text = randomnumber(0, 999).ToString();

是最小值，999 是最大值。您可以将值更改为您想要的任何值。

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我总是有一些方法可以生成有助于各种目的的随机数。我希望这也可以帮助你：

public class RandomGenerator  
{  
    public int RandomNumber(int min, int max)  
    {  
        var random = new Random();  
        return random.Next(min, max);  
    }  

    public string RandomString(int size, bool lowerCase)  
    {  
        var builder = new StringBuilder();  
        var random  = new Random();  
        char ch;  

        for (int i = 0; i < size; i++)  
        {  
            ch = Convert.ToChar(Convert.ToInt32(Math.Floor(26 * random.NextDouble() + 65)));  
            builder.Append(ch);  
        }  

        if (lowerCase)  
            return builder.ToString().ToLower();  
        return builder.ToString();  
    }  
}

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