System.Random, klasa
Ten artykuł zawiera dodatkowe uwagi dotyczące dokumentacji referencyjnej dla tego interfejsu API.
Klasa Random reprezentuje generator liczb pseudolosowych, który jest algorytmem tworzącym sekwencję liczb spełniających określone wymagania statystyczne dotyczące losowości.
Pseudolosowe liczby są wybierane z równym prawdopodobieństwem z skończonego zestawu liczb. Wybrane liczby nie są całkowicie losowe, ponieważ algorytm matematyczny służy do ich wybierania, ale są one wystarczająco losowe do celów praktycznych. Implementacja Random klasy jest oparta na zmodyfikowanej wersji algorytmu generatora liczb losowych Donalda E. Knutha. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz D. E. Knuth. Sztuka programowania komputerowego, tom 2: Algorytmy seminumeryczne. Addison-Wesley, Reading, MA, trzecia edycja, 1997.
Aby wygenerować kryptograficznie bezpieczny losowy numer, taki jak taki, który jest odpowiedni do tworzenia losowego hasła, użyj jednej ze statycznych metod w System.Security.Cryptography.RandomNumberGenerator klasie .
Tworzenie wystąpienia generatora liczb losowych
Utworzenie wystąpienia generatora liczb losowych przez podanie wartości inicjatora (wartość początkowa dla algorytmu generowania liczby pseudolosowej) do konstruktora Random klasy. Wartość inicjuj można podać jawnie lub niejawnie:
- Konstruktor Random(Int32) używa jawnej wartości inicjujące, którą podajesz.
- Konstruktor Random() używa domyślnej wartości inicjatora. Jest to najbardziej typowy sposób tworzenia wystąpienia generatora liczb losowych.
W programie .NET Framework domyślna wartość inicjatora jest zależna od czasu. Na platformie .NET Core domyślna wartość inicjatora jest generowana przez generator liczb pseudolosowych typu thread-static.
Jeśli ten sam inicjator jest używany dla oddzielnych Random obiektów, spowoduje wygenerowanie tej samej serii liczb losowych. Może to być przydatne w przypadku tworzenia zestawu testów, który przetwarza wartości losowe, lub w przypadku odtwarzania gier, które pochodzą z liczb losowych. Należy jednak pamiętać, że Random obiekty w procesach działających w różnych wersjach programu .NET Framework mogą zwracać różne liczby losowe, nawet jeśli są tworzone z identycznymi wartościami inicjatora.
Aby utworzyć różne sekwencje liczb losowych, można ustawić wartość inicjatora zależną od czasu, tworząc w ten sposób inną serię z każdym nowym wystąpieniem Randomklasy . Konstruktor sparametryzowany Random(Int32) może przyjąć Int32 wartość na podstawie liczby znaczników w bieżącym czasie, podczas gdy konstruktor bez Random() parametrów używa zegara systemowego do wygenerowania wartości inicjatora. Jednak tylko w programie .NET Framework, ponieważ zegar ma skończoną rozdzielczość, używając konstruktora bez parametrów do tworzenia różnych Random obiektów w bliskim odstępie czasu tworzy generatory liczb losowych, które generują identyczne sekwencje liczb losowych. W poniższym przykładzie pokazano, jak dwa Random obiekty, które są tworzone w krótkim odstępie czasu w aplikacji .NET Framework, generują identyczną serię liczb losowych. W większości systemów Random Windows obiekty utworzone w ciągu 15 milisekund nawzajem mogą mieć identyczne wartości inicjatora.
byte[] bytes1 = new byte[100];
byte[] bytes2 = new byte[100];
Random rnd1 = new Random();
Random rnd2 = new Random();
rnd1.NextBytes(bytes1);
rnd2.NextBytes(bytes2);
Console.WriteLine("First Series:");
for (int ctr = bytes1.GetLowerBound(0);
ctr <= bytes1.GetUpperBound(0);
ctr++) {
Console.Write("{0, 5}", bytes1[ctr]);
if ((ctr + 1) % 10 == 0) Console.WriteLine();
}
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Second Series:");
for (int ctr = bytes2.GetLowerBound(0);
ctr <= bytes2.GetUpperBound(0);
ctr++) {
Console.Write("{0, 5}", bytes2[ctr]);
if ((ctr + 1) % 10 == 0) Console.WriteLine();
}
// The example displays output like the following:
// First Series:
// 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
// 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
// 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
// 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
// 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
// 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
// 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
// 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
// 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
// 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
//
// Second Series:
// 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
// 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
// 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
// 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
// 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
// 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
// 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
// 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
// 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
// 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
let bytes1 = Array.zeroCreate 100
let bytes2 = Array.zeroCreate 100
let rnd1 = Random()
let rnd2 = Random()
rnd1.NextBytes bytes1
rnd2.NextBytes bytes2
printfn "First Series"
for i = bytes1.GetLowerBound 0 to bytes1.GetUpperBound 0 do
printf "%5i" bytes1.[i]
if (i + 1) % 10 = 0 then printfn ""
printfn ""
printfn "Second Series"
for i = bytes2.GetLowerBound 0 to bytes2.GetUpperBound 0 do
printf "%5i" bytes2.[i]
if (i + 1) % 10 = 0 then printfn ""
// The example displays output like the following:
// First Series:
// 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
// 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
// 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
// 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
// 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
// 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
// 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
// 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
// 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
// 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
//
// Second Series:
// 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
// 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
// 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
// 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
// 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
// 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
// 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
// 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
// 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
// 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
Module modMain
Public Sub Main()
Dim bytes1(99), bytes2(99) As Byte
Dim rnd1 As New Random()
Dim rnd2 As New Random()
rnd1.NextBytes(bytes1)
rnd2.NextBytes(bytes2)
Console.WriteLine("First Series:")
For ctr As Integer = bytes1.GetLowerBound(0) to bytes1.GetUpperBound(0)
Console.Write("{0, 5}", bytes1(ctr))
If (ctr + 1) Mod 10 = 0 Then Console.WriteLine()
Next
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("Second Series:")
For ctr As Integer = bytes2.GetLowerBound(0) to bytes2.GetUpperBound(0)
Console.Write("{0, 5}", bytes2(ctr))
If (ctr + 1) Mod 10 = 0 Then Console.WriteLine()
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' First Series:
' 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
' 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
' 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
' 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
' 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
' 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
' 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
' 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
' 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
' 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
'
' Second Series:
' 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
' 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
' 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
' 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
' 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
' 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
' 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
' 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
' 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
' 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
Aby uniknąć tego problemu, utwórz pojedynczy Random obiekt zamiast wielu obiektów. Należy pamiętać, że Random klasa na platformie .NET Core nie ma tego ograniczenia.
Unikaj wielu wystąpień
W programie .NET Framework inicjowanie dwóch generatorów liczb losowych w ciasnej pętli lub w krótkim odstępie czasu tworzy dwa generatory liczb losowych, które mogą tworzyć identyczne sekwencje liczb losowych. W większości przypadków nie jest to intencja dewelopera i może prowadzić do problemów z wydajnością, ponieważ utworzenie wystąpienia i zainicjowanie generatora liczb losowych jest stosunkowo kosztownym procesem.
Zarówno w celu zwiększenia wydajności, jak i uniknięcia przypadkowego tworzenia oddzielnych generatorów liczb losowych, które generują identyczne sekwencje liczbowe, zalecamy utworzenie jednego Random obiektu w celu wygenerowania wielu losowych liczb w czasie, zamiast tworzenia nowych Random obiektów w celu wygenerowania jednej liczby losowej.
Random Jednak klasa nie jest bezpieczna wątkiem. Jeśli wywołasz Random metody z wielu wątków, postępuj zgodnie z wytycznymi omówionymi w następnej sekcji.
Bezpieczeństwo wątkowe
Zamiast tworzyć wystąpienia poszczególnych Random obiektów, zalecamy utworzenie pojedynczego Random wystąpienia w celu wygenerowania wszystkich losowych liczb potrzebnych przez aplikację. Random Jednak obiekty nie są bezpieczne wątkami. Jeśli aplikacja wywołuje Random metody z wielu wątków, należy użyć obiektu synchronizacji, aby upewnić się, że tylko jeden wątek może uzyskać dostęp do generatora liczb losowych naraz. Jeśli nie upewnisz się, że Random obiekt jest dostępny w bezpieczny wątkowo sposób, wywołania metod zwracających liczby losowe zwracają wartość 0.
W poniższym przykładzie użyto instrukcji blokady języka C#, funkcji blokady języka F# i instrukcji Visual Basic SyncLock, aby upewnić się, że dostęp do pojedynczego generatora liczb losowych jest uzyskiwany przez 11 wątków w bezpieczny sposób wątków. Każdy wątek generuje 2 miliony liczb losowych, zlicza liczbę wygenerowanych liczb losowych i oblicza ich sumę, a następnie aktualizuje sumy dla wszystkich wątków po zakończeniu wykonywania.
using System;
using System.Threading;
public class Example13
{
[ThreadStatic] static double previous = 0.0;
[ThreadStatic] static int perThreadCtr = 0;
[ThreadStatic] static double perThreadTotal = 0.0;
static CancellationTokenSource source;
static CountdownEvent countdown;
static Object randLock, numericLock;
static Random rand;
double totalValue = 0.0;
int totalCount = 0;
public Example13()
{
rand = new Random();
randLock = new Object();
numericLock = new Object();
countdown = new CountdownEvent(1);
source = new CancellationTokenSource();
}
public static void Main()
{
Example13 ex = new Example13();
Thread.CurrentThread.Name = "Main";
ex.Execute();
}
private void Execute()
{
CancellationToken token = source.Token;
for (int threads = 1; threads <= 10; threads++)
{
Thread newThread = new Thread(this.GetRandomNumbers);
newThread.Name = threads.ToString();
newThread.Start(token);
}
this.GetRandomNumbers(token);
countdown.Signal();
// Make sure all threads have finished.
countdown.Wait();
source.Dispose();
Console.WriteLine("\nTotal random numbers generated: {0:N0}", totalCount);
Console.WriteLine("Total sum of all random numbers: {0:N2}", totalValue);
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}", totalValue / totalCount);
}
private void GetRandomNumbers(Object o)
{
CancellationToken token = (CancellationToken)o;
double result = 0.0;
countdown.AddCount(1);
try
{
for (int ctr = 0; ctr < 2000000; ctr++)
{
// Make sure there's no corruption of Random.
token.ThrowIfCancellationRequested();
lock (randLock)
{
result = rand.NextDouble();
}
// Check for corruption of Random instance.
if ((result == previous) && result == 0)
{
source.Cancel();
}
else
{
previous = result;
}
perThreadCtr++;
perThreadTotal += result;
}
Console.WriteLine("Thread {0} finished execution.",
Thread.CurrentThread.Name);
Console.WriteLine("Random numbers generated: {0:N0}", perThreadCtr);
Console.WriteLine("Sum of random numbers: {0:N2}", perThreadTotal);
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}\n", perThreadTotal / perThreadCtr);
// Update overall totals.
lock (numericLock)
{
totalCount += perThreadCtr;
totalValue += perThreadTotal;
}
}
catch (OperationCanceledException e)
{
Console.WriteLine("Corruption in Thread {1}", e.GetType().Name, Thread.CurrentThread.Name);
}
finally
{
countdown.Signal();
}
}
}
// The example displays output like the following:
// Thread 6 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,491.05
// Random number mean: 0.5002
//
// Thread 10 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,329.64
// Random number mean: 0.4997
//
// Thread 4 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,166.89
// Random number mean: 0.5001
//
// Thread 8 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,628.37
// Random number mean: 0.4998
//
// Thread Main finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,920.89
// Random number mean: 0.5000
//
// Thread 3 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,370.45
// Random number mean: 0.4997
//
// Thread 7 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,330.92
// Random number mean: 0.4997
//
// Thread 9 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,172.79
// Random number mean: 0.5001
//
// Thread 5 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,079.43
// Random number mean: 0.5000
//
// Thread 1 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,817.91
// Random number mean: 0.4999
//
// Thread 2 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,930.63
// Random number mean: 0.5000
//
//
// Total random numbers generated: 22,000,000
// Total sum of all random numbers: 10,998,238.98
// Random number mean: 0.4999
open System
open System.Threading
type Example() =
[<ThreadStatic; DefaultValue>]
static val mutable private previous : float
[<ThreadStatic; DefaultValue>]
static val mutable private perThreadCtr : int
[<ThreadStatic; DefaultValue>]
static val mutable private perThreadTotal : float
static let source = new CancellationTokenSource()
static let countdown = new CountdownEvent(1)
static let randLock = obj ()
static let numericLock = obj ()
static let rand = Random()
let mutable totalValue = 0.0
let mutable totalCount = 0
member _.GetRandomNumbers(token: CancellationToken) =
let mutable result = 0.0
countdown.AddCount 1
try
try
for _ = 0 to 1999999 do
// Make sure there's no corruption of Random.
token.ThrowIfCancellationRequested()
lock randLock (fun () ->
result <- rand.NextDouble() )
// Check for corruption of Random instance.
if result = Example.previous && result = 0.0 then
source.Cancel()
else
Example.previous <- result
Example.perThreadCtr <- Example.perThreadCtr + 1
Example.perThreadTotal <- Example.perThreadTotal + result
// Update overall totals.
lock numericLock (fun () ->
// Show result.
printfn "Thread %s finished execution." Thread.CurrentThread.Name
printfn $"Random numbers generated: {Example.perThreadCtr:N0}"
printfn $"Sum of random numbers: {Example.perThreadTotal:N2}"
printfn $"Random number mean: {(Example.perThreadTotal / float Example.perThreadCtr):N4}\n"
// Update overall totals.
totalCount <- totalCount + Example.perThreadCtr
totalValue <- totalValue + Example.perThreadTotal)
with :? OperationCanceledException as e ->
printfn "Corruption in Thread %s %s" (e.GetType().Name) Thread.CurrentThread.Name
finally
countdown.Signal() |> ignore
member this.Execute() =
let token = source.Token
for i = 1 to 10 do
let newThread = Thread(fun () -> this.GetRandomNumbers token)
newThread.Name <- string i
newThread.Start()
this.GetRandomNumbers token
countdown.Signal() |> ignore
countdown.Wait()
source.Dispose()
printfn $"\nTotal random numbers generated: {totalCount:N0}"
printfn $"Total sum of all random numbers: {totalValue:N2}"
printfn $"Random number mean: {(totalValue / float totalCount):N4}"
let ex = Example()
Thread.CurrentThread.Name <- "Main"
ex.Execute()
// The example displays output like the following:
// Thread 6 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,491.05
// Random number mean: 0.5002
//
// Thread 10 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,329.64
// Random number mean: 0.4997
//
// Thread 4 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,166.89
// Random number mean: 0.5001
//
// Thread 8 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,628.37
// Random number mean: 0.4998
//
// Thread Main finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,920.89
// Random number mean: 0.5000
//
// Thread 3 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,370.45
// Random number mean: 0.4997
//
// Thread 7 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,330.92
// Random number mean: 0.4997
//
// Thread 9 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,172.79
// Random number mean: 0.5001
//
// Thread 5 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,079.43
// Random number mean: 0.5000
//
// Thread 1 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,817.91
// Random number mean: 0.4999
//
// Thread 2 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,930.63
// Random number mean: 0.5000
//
//
// Total random numbers generated: 22,000,000
// Total sum of all random numbers: 10,998,238.98
// Random number mean: 0.4999
Imports System.Threading
Module Example15
<ThreadStatic> Dim previous As Double = 0.0
<ThreadStatic> Dim perThreadCtr As Integer = 0
<ThreadStatic> Dim perThreadTotal As Double = 0.0
Dim source As New CancellationTokenSource()
Dim countdown As New CountdownEvent(1)
Dim randLock As New Object()
Dim numericLock As New Object()
Dim rand As New Random()
Dim totalValue As Double = 0.0
Dim totalCount As Integer = 0
Public Sub Main()
Thread.CurrentThread.Name = "Main"
Dim token As CancellationToken = source.Token
For threads As Integer = 1 To 10
Dim newThread As New Thread(AddressOf GetRandomNumbers)
newThread.Name = threads.ToString()
newThread.Start(token)
Next
GetRandomNumbers(token)
countdown.Signal()
' Make sure all threads have finished.
countdown.Wait()
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("Total random numbers generated: {0:N0}", totalCount)
Console.WriteLine("Total sum of all random numbers: {0:N2}", totalValue)
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}", totalValue / totalCount)
End Sub
Private Sub GetRandomNumbers(o As Object)
Dim token As CancellationToken = CType(o, CancellationToken)
Dim result As Double = 0.0
countdown.AddCount(1)
Try
For ctr As Integer = 1 To 2000000
' Make sure there's no corruption of Random.
token.ThrowIfCancellationRequested()
SyncLock randLock
result = rand.NextDouble()
End SyncLock
' Check for corruption of Random instance.
If result = previous AndAlso result = 0 Then
source.Cancel()
Else
previous = result
End If
perThreadCtr += 1
perThreadTotal += result
Next
Console.WriteLine("Thread {0} finished execution.",
Thread.CurrentThread.Name)
Console.WriteLine("Random numbers generated: {0:N0}", perThreadCtr)
Console.WriteLine("Sum of random numbers: {0:N2}", perThreadTotal)
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}", perThreadTotal / perThreadCtr)
Console.WriteLine()
' Update overall totals.
SyncLock numericLock
totalCount += perThreadCtr
totalValue += perThreadTotal
End SyncLock
Catch e As OperationCanceledException
Console.WriteLine("Corruption in Thread {1}", e.GetType().Name, Thread.CurrentThread.Name)
Finally
countdown.Signal()
source.Dispose()
End Try
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Thread 6 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,491.05
' Random number mean: 0.5002
'
' Thread 10 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,329.64
' Random number mean: 0.4997
'
' Thread 4 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,166.89
' Random number mean: 0.5001
'
' Thread 8 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,628.37
' Random number mean: 0.4998
'
' Thread Main finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,920.89
' Random number mean: 0.5000
'
' Thread 3 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,370.45
' Random number mean: 0.4997
'
' Thread 7 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,330.92
' Random number mean: 0.4997
'
' Thread 9 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,172.79
' Random number mean: 0.5001
'
' Thread 5 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,079.43
' Random number mean: 0.5000
'
' Thread 1 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,817.91
' Random number mean: 0.4999
'
' Thread 2 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,930.63
' Random number mean: 0.5000
'
'
' Total random numbers generated: 22,000,000
' Total sum of all random numbers: 10,998,238.98
' Random number mean: 0.4999
Przykład zapewnia bezpieczeństwo wątków w następujący sposób:
- Atrybut ThreadStaticAttribute służy do definiowania zmiennych lokalnych wątku, które śledzą łączną liczbę wygenerowanych liczb losowych i ich sumę dla każdego wątku.
- Blokada (
lockinstrukcja w języku C#,lockfunkcja w języku F# iSyncLockinstrukcja w Visual Basic) chroni dostęp do zmiennych dla łącznej liczby i sumy wszystkich losowych liczb wygenerowanych we wszystkich wątkach. - Semafor ( CountdownEvent obiekt) służy do zapewnienia, że główne bloki wątku do momentu zakończenia wykonywania wszystkich innych wątków.
- Przykład sprawdza, czy generator liczb losowych uległ uszkodzeniu, określając, czy dwa kolejne wywołania metod generowania liczb losowych zwracają wartość 0. Jeśli zostanie wykryte uszkodzenie, w przykładzie CancellationTokenSource użyto obiektu w celu zasygnalizowania, że wszystkie wątki powinny zostać anulowane.
- Przed wygenerowaniem każdej losowej liczby każdy wątek sprawdza stan CancellationToken obiektu. Jeśli zażądano anulowania, przykład wywołuje metodę CancellationToken.ThrowIfCancellationRequested , aby anulować wątek.
Poniższy przykład jest identyczny z pierwszym, z tą różnicą, że używa Task obiektu i wyrażenia lambda zamiast Thread obiektów.
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
public class Example15
{
static Object randLock, numericLock;
static Random rand;
static CancellationTokenSource source;
double totalValue = 0.0;
int totalCount = 0;
public Example15()
{
rand = new Random();
randLock = new Object();
numericLock = new Object();
source = new CancellationTokenSource();
}
public static async Task Main()
{
Example15 ex = new Example15();
Thread.CurrentThread.Name = "Main";
await ex.Execute();
}
private async Task Execute()
{
List<Task> tasks = new List<Task>();
for (int ctr = 0; ctr <= 10; ctr++)
{
CancellationToken token = source.Token;
int taskNo = ctr;
tasks.Add(Task.Run(() =>
{
double previous = 0.0;
int taskCtr = 0;
double taskTotal = 0.0;
double result = 0.0;
for (int n = 0; n < 2000000; n++)
{
// Make sure there's no corruption of Random.
token.ThrowIfCancellationRequested();
lock (randLock)
{
result = rand.NextDouble();
}
// Check for corruption of Random instance.
if ((result == previous) && result == 0)
{
source.Cancel();
}
else
{
previous = result;
}
taskCtr++;
taskTotal += result;
}
// Show result.
Console.WriteLine("Task {0} finished execution.", taskNo);
Console.WriteLine("Random numbers generated: {0:N0}", taskCtr);
Console.WriteLine("Sum of random numbers: {0:N2}", taskTotal);
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}\n", taskTotal / taskCtr);
// Update overall totals.
lock (numericLock)
{
totalCount += taskCtr;
totalValue += taskTotal;
}
},
token));
}
try
{
await Task.WhenAll(tasks.ToArray());
Console.WriteLine("\nTotal random numbers generated: {0:N0}", totalCount);
Console.WriteLine("Total sum of all random numbers: {0:N2}", totalValue);
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}", totalValue / totalCount);
}
catch (AggregateException e)
{
foreach (Exception inner in e.InnerExceptions)
{
TaskCanceledException canc = inner as TaskCanceledException;
if (canc != null)
Console.WriteLine("Task #{0} cancelled.", canc.Task.Id);
else
Console.WriteLine("Exception: {0}", inner.GetType().Name);
}
}
finally
{
source.Dispose();
}
}
}
// The example displays output like the following:
// Task 1 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,502.47
// Random number mean: 0.5003
//
// Task 0 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,445.63
// Random number mean: 0.5002
//
// Task 2 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,556.04
// Random number mean: 0.5003
//
// Task 3 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,178.87
// Random number mean: 0.5001
//
// Task 4 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,819.17
// Random number mean: 0.4999
//
// Task 5 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,190.58
// Random number mean: 0.5001
//
// Task 6 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,720.21
// Random number mean: 0.4999
//
// Task 7 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,000.96
// Random number mean: 0.4995
//
// Task 8 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,499.33
// Random number mean: 0.4997
//
// Task 9 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,193.25
// Random number mean: 0.5001
//
// Task 10 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,960.82
// Random number mean: 0.5000
//
//
// Total random numbers generated: 22,000,000
// Total sum of all random numbers: 11,000,067.33
// Random number mean: 0.5000
open System
open System.Threading
open System.Threading.Tasks
type Example() =
static let source = new CancellationTokenSource()
static let rand = Random()
static let randLock = obj ()
static let numericLock = obj ()
let mutable totalValue = 0.0
let mutable totalCount = 0
member _.Execute() =
use source = source // Dispose of the CancellationTokenSource when we're done with it.
let token = source.Token
let tasks =
[| for i = 0 to 10 do
Task.Run(
(fun () ->
let mutable previous = 0.0
let mutable taskCtr = 0
let mutable taskTotal = 0.0
let mutable result = 0.0
for _ = 1 to 2000000 do
// Make sure there's no corruption of Random.
token.ThrowIfCancellationRequested()
lock randLock (fun () -> result <- rand.NextDouble())
// Check for corruption of Random instance.
if result = previous && result = 0.0 then
source.Cancel()
else
previous <- result
taskCtr <- taskCtr + 1
taskTotal <- taskTotal + result
lock numericLock (fun () ->
// Show result.
printfn "Task %i finished execution." i
printfn $"Random numbers generated: {taskCtr:N0}"
printfn $"Sum of random numbers: {taskTotal:N2}"
printfn $"Random number mean: {(taskTotal / float taskCtr):N4}\n"
// Update overall totals.
totalCount <- totalCount + taskCtr
totalValue <- totalValue + taskTotal)),
token
) |]
try
// Run tasks with F# Async.
Task.WhenAll tasks
|> Async.AwaitTask
|> Async.RunSynchronously
printfn $"\nTotal random numbers generated: {totalCount:N0}"
printfn $"Total sum of all random numbers: {totalValue:N2}"
printfn $"Random number mean: {(totalValue / float totalCount):N4}"
with
| :? AggregateException as e ->
for inner in e.InnerExceptions do
match inner with
| :? TaskCanceledException as canc ->
if canc <> null then
printfn $"Task #{canc.Task.Id} cancelled"
else
printfn $"Exception: {inner.GetType().Name}"
| _ -> ()
let ex = Example()
Thread.CurrentThread.Name <- "Main"
ex.Execute()
// The example displays output like the following:
// Task 1 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,502.47
// Random number mean: 0.5003
//
// Task 0 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,445.63
// Random number mean: 0.5002
//
// Task 2 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,556.04
// Random number mean: 0.5003
//
// Task 3 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,178.87
// Random number mean: 0.5001
//
// Task 4 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,819.17
// Random number mean: 0.4999
//
// Task 5 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,190.58
// Random number mean: 0.5001
//
// Task 6 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,720.21
// Random number mean: 0.4999
//
// Task 7 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,000.96
// Random number mean: 0.4995
//
// Task 8 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,499.33
// Random number mean: 0.4997
//
// Task 9 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,193.25
// Random number mean: 0.5001
//
// Task 10 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,960.82
// Random number mean: 0.5000
//
//
// Total random numbers generated: 22,000,000
// Total sum of all random numbers: 11,000,067.33
// Random number mean: 0.5000
Imports System.Collections.Generic
Imports System.Threading
Imports System.Threading.Tasks
Module Example16
Dim source As New CancellationTokenSource()
Dim randLock As New Object()
Dim numericLock As New Object()
Dim rand As New Random()
Dim totalValue As Double = 0.0
Dim totalCount As Integer = 0
Public Sub Main()
Dim tasks As New List(Of Task)()
For ctr As Integer = 1 To 10
Dim token As CancellationToken = source.Token
Dim taskNo As Integer = ctr
tasks.Add(Task.Run(
Sub()
Dim previous As Double = 0.0
Dim taskCtr As Integer = 0
Dim taskTotal As Double = 0.0
Dim result As Double = 0.0
For n As Integer = 1 To 2000000
' Make sure there's no corruption of Random.
token.ThrowIfCancellationRequested()
SyncLock randLock
result = rand.NextDouble()
End SyncLock
' Check for corruption of Random instance.
If result = previous AndAlso result = 0 Then
source.Cancel()
Else
previous = result
End If
taskCtr += 1
taskTotal += result
Next
' Show result.
Console.WriteLine("Task {0} finished execution.", taskNo)
Console.WriteLine("Random numbers generated: {0:N0}", taskCtr)
Console.WriteLine("Sum of random numbers: {0:N2}", taskTotal)
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}", taskTotal / taskCtr)
Console.WriteLine()
' Update overall totals.
SyncLock numericLock
totalCount += taskCtr
totalValue += taskTotal
End SyncLock
End Sub, token))
Next
Try
Task.WaitAll(tasks.ToArray())
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("Total random numbers generated: {0:N0}", totalCount)
Console.WriteLine("Total sum of all random numbers: {0:N2}", totalValue)
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}", totalValue / totalCount)
Catch e As AggregateException
For Each inner As Exception In e.InnerExceptions
Dim canc As TaskCanceledException = TryCast(inner, TaskCanceledException)
If canc IsNot Nothing Then
Console.WriteLine("Task #{0} cancelled.", canc.Task.Id)
Else
Console.WriteLine("Exception: {0}", inner.GetType().Name)
End If
Next
Finally
source.Dispose()
End Try
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Task 1 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,502.47
' Random number mean: 0.5003
'
' Task 0 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,445.63
' Random number mean: 0.5002
'
' Task 2 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,556.04
' Random number mean: 0.5003
'
' Task 3 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,178.87
' Random number mean: 0.5001
'
' Task 4 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,819.17
' Random number mean: 0.4999
'
' Task 5 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,190.58
' Random number mean: 0.5001
'
' Task 6 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,720.21
' Random number mean: 0.4999
'
' Task 7 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,000.96
' Random number mean: 0.4995
'
' Task 8 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,499.33
' Random number mean: 0.4997
'
' Task 9 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,193.25
' Random number mean: 0.5001
'
' Task 10 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,960.82
' Random number mean: 0.5000
'
'
' Total random numbers generated: 22,000,000
' Total sum of all random numbers: 11,000,067.33
' Random number mean: 0.5000
Różni się on od pierwszego przykładu w następujący sposób:
- Zmienne do śledzenia liczby losowych wygenerowanych i ich suma w każdym zadaniu są lokalne dla zadania, więc nie ma potrzeby używania atrybutu ThreadStaticAttribute .
- Metoda statyczna Task.WaitAll służy do zapewnienia, że główny wątek nie zostanie ukończony przed zakończeniem wszystkich zadań. Obiekt nie jest potrzebny CountdownEvent .
- Wyjątek wynikający z anulowania zadania jest wyświetlany w metodzie Task.WaitAll . W poprzednim przykładzie jest on obsługiwany przez każdy wątek.
Generowanie różnych typów liczb losowych
Generator liczb losowych udostępnia metody, które umożliwiają generowanie następujących rodzajów liczb losowych:
Seria Byte wartości. Określasz liczbę wartości bajtów, przekazując tablicę zainicjowaną do liczby elementów, które mają zostać zwrócone do NextBytes metody . Poniższy przykład generuje 20 bajtów.
Random rnd = new Random(); Byte[] bytes = new Byte[20]; rnd.NextBytes(bytes); for (int ctr = 1; ctr <= bytes.Length; ctr++) { Console.Write("{0,3} ", bytes[ctr - 1]); if (ctr % 10 == 0) Console.WriteLine(); } // The example displays output like the following: // 141 48 189 66 134 212 211 71 161 56 // 181 166 220 133 9 252 222 57 62 62let rnd = Random() let bytes = Array.zeroCreate 20 rnd.NextBytes bytes for i = 1 to bytes.Length do printf "%3i " bytes.[i - 1] if (i % 10 = 0) then printfn "" // The example displays output like the following: // 141 48 189 66 134 212 211 71 161 56 // 181 166 220 133 9 252 222 57 62 62Module Example9 Public Sub Main() Dim rnd As New Random() Dim bytes(19) As Byte rnd.NextBytes(bytes) For ctr As Integer = 1 To bytes.Length Console.Write("{0,3} ", bytes(ctr - 1)) If ctr Mod 10 = 0 Then Console.WriteLine() Next End Sub End Module ' The example displays output like the following: ' 141 48 189 66 134 212 211 71 161 56 ' 181 166 220 133 9 252 222 57 62 62Pojedyncza liczba całkowita. Możesz wybrać, czy chcesz, aby liczba całkowita z zakresu od 0 do maksymalnej wartości (Int32.MaxValue - 1) przez wywołanie Next() metody, liczby całkowitej z zakresu od 0 do określonej wartości przez wywołanie metody lub liczby całkowitej w zakresie wartości przez wywołanie Next(Int32)Next(Int32, Int32) metody . W przeciążeniach sparametryzowanych określona wartość maksymalna jest wyłączna; oznacza to, że rzeczywista wygenerowana maksymalna liczba jest mniejsza niż określona wartość.
Poniższy przykład wywołuje metodę Next(Int32, Int32) w celu wygenerowania 10 losowych liczb z zakresu od -10 do 10. Należy pamiętać, że drugi argument metody określa wyłączną górną granicę zakresu wartości losowych zwracanych przez metodę. Innymi słowy, największa liczba całkowita, którą metoda może zwrócić, jest mniejsza niż ta wartość.
Random rnd = new Random(); for (int ctr = 0; ctr < 10; ctr++) { Console.Write("{0,3} ", rnd.Next(-10, 11)); } // The example displays output like the following: // 2 9 -3 2 4 -7 -3 -8 -8 5let rnd = Random() for i = 0 to 9 do printf "%3i " (rnd.Next(-10, 11)) // The example displays output like the following: // 2 9 -3 2 4 -7 -3 -8 -8 5Module Example11 Public Sub Main() Dim rnd As New Random() For ctr As Integer = 0 To 9 Console.Write("{0,3} ", rnd.Next(-10, 11)) Next End Sub End Module ' The example displays output like the following: ' 2 9 -3 2 4 -7 -3 -8 -8 5Pojedyncza wartość zmiennoprzecinkowa z zakresu od 0,0 do mniejszej NextDouble niż 1,0 przez wywołanie metody . Wyłączna górna granica liczby losowej zwracanej przez metodę wynosi 1, więc jej rzeczywista górna granica to 0,99999999999999999978. Poniższy przykład generuje 10 losowych liczb zmiennoprzecinkowych.
Random rnd = new Random(); for (int ctr = 0; ctr < 10; ctr++) { Console.Write("{0,-19:R} ", rnd.NextDouble()); if ((ctr + 1) % 3 == 0) Console.WriteLine(); } // The example displays output like the following: // 0.7911680553998649 0.0903414949264105 0.79776258291572455 // 0.615568345233597 0.652644504165577 0.84023809378977776 // 0.099662564741290441 0.91341467383942321 0.96018602045261581 // 0.74772306473354022let rnd = Random() for i = 0 to 9 do printf $"{rnd.NextDouble(),-19:R} " if (i + 1) % 3 = 0 then printfn "" // The example displays output like the following: // 0.7911680553998649 0.0903414949264105 0.79776258291572455 // 0.615568345233597 0.652644504165577 0.84023809378977776 // 0.099662564741290441 0.91341467383942321 0.96018602045261581 // 0.74772306473354022Module Example10 Public Sub Main() Dim rnd As New Random() For ctr As Integer = 0 To 9 Console.Write("{0,-19:R} ", rnd.NextDouble()) If (ctr + 1) Mod 3 = 0 Then Console.WriteLine() Next End Sub End Module ' The example displays output like the following: ' 0.7911680553998649 0.0903414949264105 0.79776258291572455 ' 0.615568345233597 0.652644504165577 0.84023809378977776 ' 0.099662564741290441 0.91341467383942321 0.96018602045261581 ' 0.74772306473354022
Ważne
Metoda Next(Int32, Int32) umożliwia określenie zakresu zwracanej liczby losowej. maxValue Jednak parametr, który określa zwracany górny zakres, jest wyłączną, a nie inkluzywną wartością. Oznacza to, że wywołanie Next(0, 100) metody zwraca wartość z zakresu od 0 do 99, a nie od 0 do 100.
Można również użyć Random klasy dla takich zadań, jak generowanie losowych wartości logicznych, generowanie losowych wartości zmiennoprzecinkowych w określonym zakresie, generowanie losowych liczb całkowitych 64-bitowych i pobieranie unikatowego elementu z tablicy lub kolekcji.
Podstawij własny algorytm
Możesz zaimplementować własny generator liczb losowych, dziedzicząc z Random klasy i dostarczając algorytm generowania liczb losowych. Aby podać własny algorytm, należy zastąpić metodę Sample , która implementuje algorytm generowania liczb losowych. Należy również zastąpić Next()metody , i NextBytes , Next(Int32, Int32)aby upewnić się, że wywołają one metodę zastąpieniaSample. Nie trzeba zastępować Next(Int32) metod i NextDouble .
Przykład, który pochodzi z Random klasy i modyfikuje domyślny generator pseudolosowych liczb, zobacz stronę referencyjną Sample .
Pobieranie tej samej sekwencji wartości losowych
Czasami chcesz wygenerować tę samą sekwencję liczb losowych w scenariuszach testowych oprogramowania i w grze. Testowanie przy użyciu tej samej sekwencji liczb losowych umożliwia wykrywanie regresji i potwierdzanie poprawek błędów. Użycie tej samej sekwencji liczby losowej w grach umożliwia odtwarzanie poprzednich gier.
Tę samą sekwencję liczb losowych można wygenerować, podając tę samą wartość inicjatora Random(Int32) . Wartość inicjacji zawiera wartość początkową dla algorytmu generowania liczby pseudolosowej. W poniższym przykładzie użyto wartości 100100 jako dowolnej wartości inicjacji, aby utworzyć Random wystąpienie obiektu, wyświetli 20 losowych wartości zmiennoprzecinkowych i utrwało wartość inicjatora. Następnie przywraca wartość inicjatora, tworzy wystąpienie nowego generatora liczb losowych i wyświetla te same 20 losowych wartości zmiennoprzecinkowych. Należy pamiętać, że w przykładzie mogą występować różne sekwencje liczb losowych, jeśli są uruchamiane w różnych wersjach platformy .NET.
using System;
using System.IO;
public class Example12
{
public static void Main()
{
int seed = 100100;
ShowRandomNumbers(seed);
Console.WriteLine();
PersistSeed(seed);
DisplayNewRandomNumbers();
}
private static void ShowRandomNumbers(int seed)
{
Random rnd = new Random(seed);
for (int ctr = 0; ctr <= 20; ctr++)
Console.WriteLine(rnd.NextDouble());
}
private static void PersistSeed(int seed)
{
FileStream fs = new FileStream(@".\seed.dat", FileMode.Create);
BinaryWriter bin = new BinaryWriter(fs);
bin.Write(seed);
bin.Close();
}
private static void DisplayNewRandomNumbers()
{
FileStream fs = new FileStream(@".\seed.dat", FileMode.Open);
BinaryReader bin = new BinaryReader(fs);
int seed = bin.ReadInt32();
bin.Close();
Random rnd = new Random(seed);
for (int ctr = 0; ctr <= 20; ctr++)
Console.WriteLine(rnd.NextDouble());
}
}
// The example displays output like the following:
// 0.500193602172748
// 0.0209461245783354
// 0.465869495396442
// 0.195512794514891
// 0.928583675496552
// 0.729333720509584
// 0.381455668891527
// 0.0508996467343064
// 0.019261200921266
// 0.258578445417145
// 0.0177532266908107
// 0.983277184415272
// 0.483650274334313
// 0.0219647376900375
// 0.165910115077118
// 0.572085966622497
// 0.805291457942357
// 0.927985211335116
// 0.4228545699375
// 0.523320379910674
// 0.157783938645285
//
// 0.500193602172748
// 0.0209461245783354
// 0.465869495396442
// 0.195512794514891
// 0.928583675496552
// 0.729333720509584
// 0.381455668891527
// 0.0508996467343064
// 0.019261200921266
// 0.258578445417145
// 0.0177532266908107
// 0.983277184415272
// 0.483650274334313
// 0.0219647376900375
// 0.165910115077118
// 0.572085966622497
// 0.805291457942357
// 0.927985211335116
// 0.4228545699375
// 0.523320379910674
// 0.157783938645285
open System
open System.IO
let showRandomNumbers seed =
let rnd = Random seed
for _ = 0 to 20 do
printfn $"{rnd.NextDouble()}"
let persistSeed (seed: int) =
use bin = new BinaryWriter(new FileStream(@".\seed.dat", FileMode.Create))
bin.Write seed
let displayNewRandomNumbers () =
use bin = new BinaryReader(new FileStream(@".\seed.dat", FileMode.Open))
let seed = bin.ReadInt32()
let rnd = Random seed
for _ = 0 to 20 do
printfn $"{rnd.NextDouble()}"
let seed = 100100
showRandomNumbers seed
printfn ""
persistSeed seed
displayNewRandomNumbers ()
// The example displays output like the following:
// 0.500193602172748
// 0.0209461245783354
// 0.465869495396442
// 0.195512794514891
// 0.928583675496552
// 0.729333720509584
// 0.381455668891527
// 0.0508996467343064
// 0.019261200921266
// 0.258578445417145
// 0.0177532266908107
// 0.983277184415272
// 0.483650274334313
// 0.0219647376900375
// 0.165910115077118
// 0.572085966622497
// 0.805291457942357
// 0.927985211335116
// 0.4228545699375
// 0.523320379910674
// 0.157783938645285
//
// 0.500193602172748
// 0.0209461245783354
// 0.465869495396442
// 0.195512794514891
// 0.928583675496552
// 0.729333720509584
// 0.381455668891527
// 0.0508996467343064
// 0.019261200921266
// 0.258578445417145
// 0.0177532266908107
// 0.983277184415272
// 0.483650274334313
// 0.0219647376900375
// 0.165910115077118
// 0.572085966622497
// 0.805291457942357
// 0.927985211335116
// 0.4228545699375
// 0.523320379910674
// 0.157783938645285
Imports System.IO
Module Example14
Public Sub Main()
Dim seed As Integer = 100100
ShowRandomNumbers(seed)
Console.WriteLine()
PersistSeed(seed)
DisplayNewRandomNumbers()
End Sub
Private Sub ShowRandomNumbers(seed As Integer)
Dim rnd As New Random(seed)
For ctr As Integer = 0 To 20
Console.WriteLine(rnd.NextDouble())
Next
End Sub
Private Sub PersistSeed(seed As Integer)
Dim fs As New FileStream(".\seed.dat", FileMode.Create)
Dim bin As New BinaryWriter(fs)
bin.Write(seed)
bin.Close()
End Sub
Private Sub DisplayNewRandomNumbers()
Dim fs As New FileStream(".\seed.dat", FileMode.Open)
Dim bin As New BinaryReader(fs)
Dim seed As Integer = bin.ReadInt32()
bin.Close()
Dim rnd As New Random(seed)
For ctr As Integer = 0 To 20
Console.WriteLine(rnd.NextDouble())
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' 0.500193602172748
' 0.0209461245783354
' 0.465869495396442
' 0.195512794514891
' 0.928583675496552
' 0.729333720509584
' 0.381455668891527
' 0.0508996467343064
' 0.019261200921266
' 0.258578445417145
' 0.0177532266908107
' 0.983277184415272
' 0.483650274334313
' 0.0219647376900375
' 0.165910115077118
' 0.572085966622497
' 0.805291457942357
' 0.927985211335116
' 0.4228545699375
' 0.523320379910674
' 0.157783938645285
'
' 0.500193602172748
' 0.0209461245783354
' 0.465869495396442
' 0.195512794514891
' 0.928583675496552
' 0.729333720509584
' 0.381455668891527
' 0.0508996467343064
' 0.019261200921266
' 0.258578445417145
' 0.0177532266908107
' 0.983277184415272
' 0.483650274334313
' 0.0219647376900375
' 0.165910115077118
' 0.572085966622497
' 0.805291457942357
' 0.927985211335116
' 0.4228545699375
' 0.523320379910674
' 0.157783938645285
Pobieranie unikatowych sekwencji liczb losowych
Podanie różnych wartości inicjacyjnych Random do wystąpień klasy powoduje, że każdy generator liczb losowych tworzy inną sekwencję wartości. Wartość inicjatora można podać jawnie przez wywołanie Random(Int32) konstruktora lub niejawnie przez wywołanie konstruktora Random() . Większość deweloperów nazywa konstruktor bez parametrów, który używa zegara systemowego. W poniższym przykładzie użyto tego podejścia do utworzenia wystąpienia dwóch Random wystąpień. Każde wystąpienie wyświetla serię 10 losowych liczb całkowitych.
using System;
using System.Threading;
public class Example16
{
public static void Main()
{
Console.WriteLine("Instantiating two random number generators...");
Random rnd1 = new Random();
Thread.Sleep(2000);
Random rnd2 = new Random();
Console.WriteLine("\nThe first random number generator:");
for (int ctr = 1; ctr <= 10; ctr++)
Console.WriteLine(" {0}", rnd1.Next());
Console.WriteLine("\nThe second random number generator:");
for (int ctr = 1; ctr <= 10; ctr++)
Console.WriteLine(" {0}", rnd2.Next());
}
}
// The example displays output like the following:
// Instantiating two random number generators...
//
// The first random number generator:
// 643164361
// 1606571630
// 1725607587
// 2138048432
// 496874898
// 1969147632
// 2034533749
// 1840964542
// 412380298
// 47518930
//
// The second random number generator:
// 1251659083
// 1514185439
// 1465798544
// 517841554
// 1821920222
// 195154223
// 1538948391
// 1548375095
// 546062716
// 897797880
open System
open System.Threading
printfn "Instantiating two random number generators..."
let rnd1 = Random()
Thread.Sleep 2000
let rnd2 = Random()
printfn "\nThe first random number generator:"
for _ = 1 to 10 do
printfn $" {rnd1.Next()}"
printfn "\nThe second random number generator:"
for _ = 1 to 10 do
printfn $" {rnd2.Next()}"
// The example displays output like the following:
// Instantiating two random number generators...
//
// The first random number generator:
// 643164361
// 1606571630
// 1725607587
// 2138048432
// 496874898
// 1969147632
// 2034533749
// 1840964542
// 412380298
// 47518930
//
// The second random number generator:
// 1251659083
// 1514185439
// 1465798544
// 517841554
// 1821920222
// 195154223
// 1538948391
// 1548375095
// 546062716
// 897797880
Imports System.Threading
Module Example17
Public Sub Main()
Console.WriteLine("Instantiating two random number generators...")
Dim rnd1 As New Random()
Thread.Sleep(2000)
Dim rnd2 As New Random()
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("The first random number generator:")
For ctr As Integer = 1 To 10
Console.WriteLine(" {0}", rnd1.Next())
Next
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("The second random number generator:")
For ctr As Integer = 1 To 10
Console.WriteLine(" {0}", rnd2.Next())
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Instantiating two random number generators...
'
' The first random number generator:
' 643164361
' 1606571630
' 1725607587
' 2138048432
' 496874898
' 1969147632
' 2034533749
' 1840964542
' 412380298
' 47518930
'
' The second random number generator:
' 1251659083
' 1514185439
' 1465798544
' 517841554
' 1821920222
' 195154223
' 1538948391
' 1548375095
' 546062716
' 897797880
Jednak ze względu na jego skończoną rozdzielczość zegar systemowy nie wykrywa różnic czasu, które są mniejsze niż około 15 milisekund. W związku z tym, jeśli kod wywołuje Random() przeciążenie programu .NET Framework w celu utworzenia wystąpienia dwóch Random obiektów z rzędu, możesz przypadkowo podawać obiekty o identycznych wartościach inicjacji. (Klasa Random na platformie .NET Core nie ma tego ograniczenia). Aby to zobaczyć w poprzednim przykładzie, oznacz jako komentarz wywołanie metody i skompiluj Thread.Sleep i uruchom przykład ponownie.
Aby temu zapobiec, zalecamy utworzenie wystąpienia pojedynczego Random obiektu, a nie wielu. Jednak ponieważ Random nie jest bezpieczne wątkowe, należy użyć pewnego urządzenia synchronizacji, jeśli uzyskujesz dostęp do Random wystąpienia z wielu wątków. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz sekcję Bezpieczeństwo wątków. Alternatywnie można użyć mechanizmu opóźnienia, takiego jak Sleep metoda użyta w poprzednim przykładzie, aby upewnić się, że wystąpienia wystąpień występują ponad 15 milisekund od siebie.
Pobieranie liczb całkowitych w określonym zakresie
Liczbę całkowitą można pobrać w określonym zakresie, wywołując metodę Next(Int32, Int32) , która umożliwia określenie zarówno dolnej, jak i górnej granicy liczb, które mają być zwracane przez generator liczb losowych. Górna granica jest wartością wyłączną, a nie inkluzywną. Oznacza to, że nie jest uwzględniany w zakresie wartości zwracanych przez metodę . W poniższym przykładzie użyto tej metody do wygenerowania losowych liczb całkowitych z zakresu od -10 do 10. Należy pamiętać, że określa wartość 11, która jest większa niż żądana wartość, jako wartość argumentu maxValue w wywołaniu metody.
Random rnd = new Random();
for (int ctr = 1; ctr <= 15; ctr++)
{
Console.Write("{0,3} ", rnd.Next(-10, 11));
if (ctr % 5 == 0) Console.WriteLine();
}
// The example displays output like the following:
// -2 -5 -1 -2 10
// -3 6 -4 -8 3
// -7 10 5 -2 4
let rnd = Random()
for i = 1 to 15 do
printf "%3i " (rnd.Next(-10, 11))
if i % 5 = 0 then printfn ""
// The example displays output like the following:
// -2 -5 -1 -2 10
// -3 6 -4 -8 3
// -7 10 5 -2 4
Module Example12
Public Sub Main()
Dim rnd As New Random()
For ctr As Integer = 1 To 15
Console.Write("{0,3} ", rnd.Next(-10, 11))
If ctr Mod 5 = 0 Then Console.WriteLine()
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' -2 -5 -1 -2 10
' -3 6 -4 -8 3
' -7 10 5 -2 4
Pobieranie liczb całkowitych z określoną liczbą cyfr
Metodę można wywołać, Next(Int32, Int32) aby pobrać numery z określoną liczbą cyfr. Aby na przykład pobrać liczby z czterema cyframi (czyli liczbami z zakresu od 1000 do 9999), należy wywołać Next(Int32, Int32) metodę z wartością minValue 1000 i wartością maxValue 10000, jak pokazano w poniższym przykładzie.
Random rnd = new Random();
for (int ctr = 1; ctr <= 50; ctr++)
{
Console.Write("{0,3} ", rnd.Next(1000, 10000));
if (ctr % 10 == 0) Console.WriteLine();
}
// The example displays output like the following:
// 9570 8979 5770 1606 3818 4735 8495 7196 7070 2313
// 5279 6577 5104 5734 4227 3373 7376 6007 8193 5540
// 7558 3934 3819 7392 1113 7191 6947 4963 9179 7907
// 3391 6667 7269 1838 7317 1981 5154 7377 3297 5320
// 9869 8694 2684 4949 2999 3019 2357 5211 9604 2593
let rnd = Random()
for i = 1 to 50 do
printf "%3i " (rnd.Next(1000, 10000))
if i % 10 = 0 then printfn ""
// The example displays output like the following:
// 9570 8979 5770 1606 3818 4735 8495 7196 7070 2313
// 5279 6577 5104 5734 4227 3373 7376 6007 8193 5540
// 7558 3934 3819 7392 1113 7191 6947 4963 9179 7907
// 3391 6667 7269 1838 7317 1981 5154 7377 3297 5320
// 9869 8694 2684 4949 2999 3019 2357 5211 9604 2593
Module Example13
Public Sub Main()
Dim rnd As New Random()
For ctr As Integer = 1 To 50
Console.Write("{0,3} ", rnd.Next(1000, 10000))
If ctr Mod 10 = 0 Then Console.WriteLine()
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' 9570 8979 5770 1606 3818 4735 8495 7196 7070 2313
' 5279 6577 5104 5734 4227 3373 7376 6007 8193 5540
' 7558 3934 3819 7392 1113 7191 6947 4963 9179 7907
' 3391 6667 7269 1838 7317 1981 5154 7377 3297 5320
' 9869 8694 2684 4949 2999 3019 2357 5211 9604 2593
Pobieranie wartości zmiennoprzecinkowych w określonym zakresie
Metoda NextDouble zwraca losowe wartości zmiennoprzecinkowe, które wahają się od 0 do mniejszej niż 1. Jednak często chcesz wygenerować wartości losowe w innym zakresie.
Jeśli interwał między minimalnymi i maksymalnymi żądanymi wartościami wynosi 1, możesz dodać różnicę między żądanym interwałem początkowym a 0 do liczby zwracanej przez metodę NextDouble . Poniższy przykład umożliwia wygenerowanie 10 losowych liczb z zakresu od -1 do 0.
Random rnd = new Random();
for (int ctr = 1; ctr <= 10; ctr++)
Console.WriteLine(rnd.NextDouble() - 1);
// The example displays output like the following:
// -0.930412760437658
// -0.164699016215605
// -0.9851692803135
// -0.43468508843085
// -0.177202483255976
// -0.776813320245972
// -0.0713201854710096
// -0.0912875561468711
// -0.540621722368813
// -0.232211863730201
let rnd = Random()
for _ = 1 to 10 do
printfn "%O" (rnd.NextDouble() - 1.0)
// The example displays output like the following:
// -0.930412760437658
// -0.164699016215605
// -0.9851692803135
// -0.43468508843085
// -0.177202483255976
// -0.776813320245972
// -0.0713201854710096
// -0.0912875561468711
// -0.540621722368813
// -0.232211863730201
Module Example6
Public Sub Main()
Dim rnd As New Random()
For ctr As Integer = 1 To 10
Console.WriteLine(rnd.NextDouble() - 1)
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' -0.930412760437658
' -0.164699016215605
' -0.9851692803135
' -0.43468508843085
' -0.177202483255976
' -0.776813320245972
' -0.0713201854710096
' -0.0912875561468711
' -0.540621722368813
' -0.232211863730201
Aby wygenerować losowe liczby zmiennoprzecinkowe, których dolna granica wynosi 0, ale górna granica jest większa niż 1 (lub w przypadku liczb ujemnych, których dolna granica jest mniejsza niż -1, a górna granica wynosi 0), należy pomnożyć liczbę losową przez granicę niezerową. Poniższy przykład umożliwia wygenerowanie 20 milionów losowych liczb zmiennoprzecinkowych, które wahają się od 0 do Int64.MaxValue. W pliku jest również wyświetlany rozkład wartości losowych wygenerowanych przez metodę .
const long ONE_TENTH = 922337203685477581;
Random rnd = new Random();
double number;
int[] count = new int[10];
// Generate 20 million integer values between.
for (int ctr = 1; ctr <= 20000000; ctr++)
{
number = rnd.NextDouble() * Int64.MaxValue;
// Categorize random numbers into 10 groups.
count[(int)(number / ONE_TENTH)]++;
}
// Display breakdown by range.
Console.WriteLine("{0,28} {1,32} {2,7}\n", "Range", "Count", "Pct.");
for (int ctr = 0; ctr <= 9; ctr++)
Console.WriteLine("{0,25:N0}-{1,25:N0} {2,8:N0} {3,7:P2}", ctr * ONE_TENTH,
ctr < 9 ? ctr * ONE_TENTH + ONE_TENTH - 1 : Int64.MaxValue,
count[ctr], count[ctr] / 20000000.0);
// The example displays output like the following:
// Range Count Pct.
//
// 0- 922,337,203,685,477,580 1,996,148 9.98 %
// 922,337,203,685,477,581-1,844,674,407,370,955,161 2,000,293 10.00 %
// 1,844,674,407,370,955,162-2,767,011,611,056,432,742 2,000,094 10.00 %
// 2,767,011,611,056,432,743-3,689,348,814,741,910,323 2,000,159 10.00 %
// 3,689,348,814,741,910,324-4,611,686,018,427,387,904 1,999,552 10.00 %
// 4,611,686,018,427,387,905-5,534,023,222,112,865,485 1,998,248 9.99 %
// 5,534,023,222,112,865,486-6,456,360,425,798,343,066 2,000,696 10.00 %
// 6,456,360,425,798,343,067-7,378,697,629,483,820,647 2,001,637 10.01 %
// 7,378,697,629,483,820,648-8,301,034,833,169,298,228 2,002,870 10.01 %
// 8,301,034,833,169,298,229-9,223,372,036,854,775,807 2,000,303 10.00 %
[<Literal>]
let ONE_TENTH = 922337203685477581L
let rnd = Random()
// Generate 20 million random integers.
let count =
Array.init 20000000 (fun _ -> rnd.NextDouble() * (float Int64.MaxValue) )
|> Array.countBy (fun x -> x / (float ONE_TENTH) |> int ) // Categorize into 10 groups and count them.
|> Array.map snd
// Display breakdown by range.
printfn "%28s %32s %7s\n" "Range" "Count" "Pct."
for i = 0 to 9 do
let r1 = int64 i * ONE_TENTH
let r2 = if i < 9 then r1 + ONE_TENTH - 1L else Int64.MaxValue
printfn $"{r1,25:N0}-{r2,25:N0} {count.[i],8:N0} {float count.[i] / 20000000.0,7:P2}"
// The example displays output like the following:
// Range Count Pct.
//
// 0- 922,337,203,685,477,580 1,996,148 9.98 %
// 922,337,203,685,477,581-1,844,674,407,370,955,161 2,000,293 10.00 %
// 1,844,674,407,370,955,162-2,767,011,611,056,432,742 2,000,094 10.00 %
// 2,767,011,611,056,432,743-3,689,348,814,741,910,323 2,000,159 10.00 %
// 3,689,348,814,741,910,324-4,611,686,018,427,387,904 1,999,552 10.00 %
// 4,611,686,018,427,387,905-5,534,023,222,112,865,485 1,998,248 9.99 %
// 5,534,023,222,112,865,486-6,456,360,425,798,343,066 2,000,696 10.00 %
// 6,456,360,425,798,343,067-7,378,697,629,483,820,647 2,001,637 10.01 %
// 7,378,697,629,483,820,648-8,301,034,833,169,298,228 2,002,870 10.01 %
// 8,301,034,833,169,298,229-9,223,372,036,854,775,807 2,000,303 10.00 %
Module Example5
Public Sub Main()
Const ONE_TENTH As Long = 922337203685477581
Dim rnd As New Random()
Dim number As Long
Dim count(9) As Integer
' Generate 20 million integer values.
For ctr As Integer = 1 To 20000000
number = CLng(rnd.NextDouble() * Int64.MaxValue)
' Categorize random numbers.
count(CInt(number \ ONE_TENTH)) += 1
Next
' Display breakdown by range.
Console.WriteLine("{0,28} {1,32} {2,7}", "Range", "Count", "Pct.")
Console.WriteLine()
For ctr As Integer = 0 To 9
Console.WriteLine("{0,25:N0}-{1,25:N0} {2,8:N0} {3,7:P2}", ctr * ONE_TENTH,
If(ctr < 9, ctr * ONE_TENTH + ONE_TENTH - 1, Int64.MaxValue),
count(ctr), count(ctr) / 20000000)
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Range Count Pct.
'
' 0- 922,337,203,685,477,580 1,996,148 9.98 %
' 922,337,203,685,477,581-1,844,674,407,370,955,161 2,000,293 10.00 %
' 1,844,674,407,370,955,162-2,767,011,611,056,432,742 2,000,094 10.00 %
' 2,767,011,611,056,432,743-3,689,348,814,741,910,323 2,000,159 10.00 %
' 3,689,348,814,741,910,324-4,611,686,018,427,387,904 1,999,552 10.00 %
' 4,611,686,018,427,387,905-5,534,023,222,112,865,485 1,998,248 9.99 %
' 5,534,023,222,112,865,486-6,456,360,425,798,343,066 2,000,696 10.00 %
' 6,456,360,425,798,343,067-7,378,697,629,483,820,647 2,001,637 10.01 %
' 7,378,697,629,483,820,648-8,301,034,833,169,298,228 2,002,870 10.01 %
' 8,301,034,833,169,298,229-9,223,372,036,854,775,807 2,000,303 10.00 %
Aby wygenerować losowe liczby zmiennoprzecinkowe między dwoma dowolnymi wartościami, takimi jak Next(Int32, Int32) metoda dla liczb całkowitych, użyj następującej formuły:
Random.NextDouble() * (maxValue - minValue) + minValue
Poniższy przykład generuje 1 milion losowych liczb, które wahają się od 10,0 do 11,0 i wyświetla ich rozkład.
Random rnd = new Random();
int lowerBound = 10;
int upperBound = 11;
int[] range = new int[10];
for (int ctr = 1; ctr <= 1000000; ctr++)
{
Double value = rnd.NextDouble() * (upperBound - lowerBound) + lowerBound;
range[(int)Math.Truncate((value - lowerBound) * 10)]++;
}
for (int ctr = 0; ctr <= 9; ctr++)
{
Double lowerRange = 10 + ctr * .1;
Console.WriteLine("{0:N1} to {1:N1}: {2,8:N0} ({3,7:P2})",
lowerRange, lowerRange + .1, range[ctr],
range[ctr] / 1000000.0);
}
// The example displays output like the following:
// 10.0 to 10.1: 99,929 ( 9.99 %)
// 10.1 to 10.2: 100,189 (10.02 %)
// 10.2 to 10.3: 99,384 ( 9.94 %)
// 10.3 to 10.4: 100,240 (10.02 %)
// 10.4 to 10.5: 99,397 ( 9.94 %)
// 10.5 to 10.6: 100,580 (10.06 %)
// 10.6 to 10.7: 100,293 (10.03 %)
// 10.7 to 10.8: 100,135 (10.01 %)
// 10.8 to 10.9: 99,905 ( 9.99 %)
// 10.9 to 11.0: 99,948 ( 9.99 %)
let rnd = Random()
let lowerBound = 10.0
let upperBound = 11.0
let range =
Array.init 1000000 (fun _ -> rnd.NextDouble() * (upperBound - lowerBound) + lowerBound)
|> Array.countBy (fun x -> Math.Truncate((x - lowerBound) * 10.0) |> int)
|> Array.map snd
for i = 0 to 9 do
let lowerRange = 10.0 + float i * 0.1
printfn $"{lowerRange:N1} to {lowerRange + 0.1:N1}: {range.[i],8:N0} ({float range.[i] / 1000000.0,6:P2})"
// The example displays output like the following:
// 10.0 to 10.1: 99,929 ( 9.99 %)
// 10.1 to 10.2: 100,189 (10.02 %)
// 10.2 to 10.3: 99,384 ( 9.94 %)
// 10.3 to 10.4: 100,240 (10.02 %)
// 10.4 to 10.5: 99,397 ( 9.94 %)
// 10.5 to 10.6: 100,580 (10.06 %)
// 10.6 to 10.7: 100,293 (10.03 %)
// 10.7 to 10.8: 100,135 (10.01 %)
// 10.8 to 10.9: 99,905 ( 9.99 %)
// 10.9 to 11.0: 99,948 ( 9.99 %)
Module Example7
Public Sub Main()
Dim rnd As New Random()
Dim lowerBound As Integer = 10
Dim upperBound As Integer = 11
Dim range(9) As Integer
For ctr As Integer = 1 To 1000000
Dim value As Double = rnd.NextDouble() * (upperBound - lowerBound) + lowerBound
range(CInt(Math.Truncate((value - lowerBound) * 10))) += 1
Next
For ctr As Integer = 0 To 9
Dim lowerRange As Double = 10 + ctr * 0.1
Console.WriteLine("{0:N1} to {1:N1}: {2,8:N0} ({3,7:P2})",
lowerRange, lowerRange + 0.1, range(ctr),
range(ctr) / 1000000.0)
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' 10.0 to 10.1: 99,929 ( 9.99 %)
' 10.1 to 10.2: 100,189 (10.02 %)
' 10.2 to 10.3: 99,384 ( 9.94 %)
' 10.3 to 10.4: 100,240 (10.02 %)
' 10.4 to 10.5: 99,397 ( 9.94 %)
' 10.5 to 10.6: 100,580 (10.06 %)
' 10.6 to 10.7: 100,293 (10.03 %)
' 10.7 to 10.8: 100,135 (10.01 %)
' 10.8 to 10.9: 99,905 ( 9.99 %)
' 10.9 to 11.0: 99,948 ( 9.99 %)
Generowanie losowych wartości logicznych
Klasa Random nie udostępnia metod generujących Boolean wartości. Można jednak zdefiniować własną klasę lub metodę, aby to zrobić. W poniższym przykładzie zdefiniowano klasę , BooleanGeneratorz pojedynczą metodą NextBoolean. Klasa BooleanGenerator przechowuje Random obiekt jako zmienną prywatną. Metoda NextBoolean wywołuje metodę Random.Next(Int32, Int32) i przekazuje wynik do Convert.ToBoolean(Int32) metody . Należy pamiętać, że wartość 2 jest używana jako argument określający górną granicę liczby losowej. Ponieważ jest to wartość wyłączna, wywołanie metody zwraca wartość 0 lub 1.
using System;
public class Example1
{
public static void Main()
{
// Instantiate the Boolean generator.
BooleanGenerator boolGen = new BooleanGenerator();
int totalTrue = 0, totalFalse = 0;
// Generate 1,0000 random Booleans, and keep a running total.
for (int ctr = 0; ctr < 1000000; ctr++)
{
bool value = boolGen.NextBoolean();
if (value)
totalTrue++;
else
totalFalse++;
}
Console.WriteLine("Number of true values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalTrue,
((double)totalTrue) / (totalTrue + totalFalse));
Console.WriteLine("Number of false values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalFalse,
((double)totalFalse) / (totalTrue + totalFalse));
}
}
public class BooleanGenerator
{
Random rnd;
public BooleanGenerator()
{
rnd = new Random();
}
public bool NextBoolean()
{
return rnd.Next(0, 2) == 1;
}
}
// The example displays output like the following:
// Number of true values: 500,004 (50.000 %)
// Number of false values: 499,996 (50.000 %)
open System
type BooleanGenerator() =
let rnd = Random()
member _.NextBoolean() =
rnd.Next(0, 2) = 1
let boolGen = BooleanGenerator()
let mutable totalTrue, totalFalse = 0, 0
for _ = 1 to 1000000 do
let value = boolGen.NextBoolean()
if value then
totalTrue <- totalTrue + 1
else
totalFalse <- totalFalse + 1
printfn $"Number of true values: {totalTrue,7:N0} ({(double totalTrue) / double (totalTrue + totalFalse):P3})"
printfn $"Number of false values: {totalFalse,7:N0} ({(double totalFalse) / double (totalTrue + totalFalse):P3})"
// The example displays output like the following:
// Number of true values: 500,004 (50.000 %)
// Number of false values: 499,996 (50.000 %)
Module Example2
Public Sub Main()
' Instantiate the Boolean generator.
Dim boolGen As New BooleanGenerator()
Dim totalTrue, totalFalse As Integer
' Generate 1,0000 random Booleans, and keep a running total.
For ctr As Integer = 0 To 9999999
Dim value As Boolean = boolGen.NextBoolean()
If value Then
totalTrue += 1
Else
totalFalse += 1
End If
Next
Console.WriteLine("Number of true values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalTrue,
totalTrue / (totalTrue + totalFalse))
Console.WriteLine("Number of false values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalFalse,
totalFalse / (totalTrue + totalFalse))
End Sub
End Module
Public Class BooleanGenerator
Dim rnd As Random
Public Sub New()
rnd = New Random()
End Sub
Public Function NextBoolean() As Boolean
Return Convert.ToBoolean(rnd.Next(0, 2))
End Function
End Class
' The example displays the following output:
' Number of true values: 500,004 (50.000 %)
' Number of false values: 499,996 (50.000 %)
Zamiast tworzyć oddzielną klasę do generowania wartości losowych Boolean , przykład mógłby po prostu zdefiniować jedną metodę. W takim przypadku obiekt powinien być jednak zdefiniowany jako zmienna na poziomie klasy, Random aby uniknąć tworzenia wystąpienia nowego Random wystąpienia w każdym wywołaniu metody. W języku Visual Basic wystąpienie losowe można zdefiniować jako zmienną statyczną w metodzie NextBoolean . Poniższy przykład zawiera implementację.
Random rnd = new Random();
int totalTrue = 0, totalFalse = 0;
// Generate 1,000,000 random Booleans, and keep a running total.
for (int ctr = 0; ctr < 1000000; ctr++)
{
bool value = NextBoolean();
if (value)
totalTrue++;
else
totalFalse++;
}
Console.WriteLine("Number of true values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalTrue,
((double)totalTrue) / (totalTrue + totalFalse));
Console.WriteLine("Number of false values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalFalse,
((double)totalFalse) / (totalTrue + totalFalse));
bool NextBoolean()
{
return rnd.Next(0, 2) == 1;
}
// The example displays output like the following:
// Number of true values: 499,777 (49.978 %)
// Number of false values: 500,223 (50.022 %)
let rnd = Random()
let nextBool () =
rnd.Next(0, 2) = 1
let mutable totalTrue, totalFalse = 0, 0
for _ = 1 to 1000000 do
let value = nextBool ()
if value then
totalTrue <- totalTrue + 1
else
totalFalse <- totalFalse + 1
printfn $"Number of true values: {totalTrue,7:N0} ({(double totalTrue) / double (totalTrue + totalFalse):P3})"
printfn $"Number of false values: {totalFalse,7:N0} ({(double totalFalse) / double (totalTrue + totalFalse):P3})"
// The example displays output like the following:
// Number of true values: 499,777 (49.978 %)
// Number of false values: 500,223 (50.022 %)
Module Example3
Public Sub Main()
Dim totalTrue, totalFalse As Integer
' Generate 1,0000 random Booleans, and keep a running total.
For ctr As Integer = 0 To 9999999
Dim value As Boolean = NextBoolean()
If value Then
totalTrue += 1
Else
totalFalse += 1
End If
Next
Console.WriteLine("Number of true values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalTrue,
totalTrue / (totalTrue + totalFalse))
Console.WriteLine("Number of false values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalFalse,
totalFalse / (totalTrue + totalFalse))
End Sub
Public Function NextBoolean() As Boolean
Static rnd As New Random()
Return Convert.ToBoolean(rnd.Next(0, 2))
End Function
End Module
' The example displays the following output:
' Number of true values: 499,777 (49.978 %)
' Number of false values: 500,223 (50.022 %)
Generowanie losowych 64-bitowych liczb całkowitych
Przeciążenia Next metody zwracają 32-bitowe liczby całkowite. Jednak w niektórych przypadkach warto pracować z 64-bitowymi liczbami całkowitymi. Można to zrobić w następujący sposób:
Wywołaj metodę , NextDouble aby pobrać wartość zmiennoprzecinkową o podwójnej precyzji.
Pomnóż wartość przez Int64.MaxValuewartość .
W poniższym przykładzie użyto tej techniki do wygenerowania 20 milionów losowych liczb całkowitych długich i kategoryzowania ich w 10 równych grupach. Następnie oblicza rozkład liczb losowych, zliczając liczbę w każdej grupie z zakresu od 0 do Int64.MaxValue. Jak pokazano w danych wyjściowych z przykładu, liczby są dystrybuowane mniej lub bardziej równomiernie przez zakres długiej liczby całkowitej.
const long ONE_TENTH = 922337203685477581;
Random rnd = new Random();
long number;
int[] count = new int[10];
// Generate 20 million long integers.
for (int ctr = 1; ctr <= 20000000; ctr++)
{
number = (long)(rnd.NextDouble() * Int64.MaxValue);
// Categorize random numbers.
count[(int)(number / ONE_TENTH)]++;
}
// Display breakdown by range.
Console.WriteLine("{0,28} {1,32} {2,7}\n", "Range", "Count", "Pct.");
for (int ctr = 0; ctr <= 9; ctr++)
Console.WriteLine("{0,25:N0}-{1,25:N0} {2,8:N0} {3,7:P2}", ctr * ONE_TENTH,
ctr < 9 ? ctr * ONE_TENTH + ONE_TENTH - 1 : Int64.MaxValue,
count[ctr], count[ctr] / 20000000.0);
// The example displays output like the following:
// Range Count Pct.
//
// 0- 922,337,203,685,477,580 1,996,148 9.98 %
// 922,337,203,685,477,581-1,844,674,407,370,955,161 2,000,293 10.00 %
// 1,844,674,407,370,955,162-2,767,011,611,056,432,742 2,000,094 10.00 %
// 2,767,011,611,056,432,743-3,689,348,814,741,910,323 2,000,159 10.00 %
// 3,689,348,814,741,910,324-4,611,686,018,427,387,904 1,999,552 10.00 %
// 4,611,686,018,427,387,905-5,534,023,222,112,865,485 1,998,248 9.99 %
// 5,534,023,222,112,865,486-6,456,360,425,798,343,066 2,000,696 10.00 %
// 6,456,360,425,798,343,067-7,378,697,629,483,820,647 2,001,637 10.01 %
// 7,378,697,629,483,820,648-8,301,034,833,169,298,228 2,002,870 10.01 %
// 8,301,034,833,169,298,229-9,223,372,036,854,775,807 2,000,303 10.00 %
[<Literal>]
let ONE_TENTH = 922337203685477581L
let rnd = Random()
let count =
// Generate 20 million random long integers.
Array.init 20000000 (fun _ -> rnd.NextDouble() * (float Int64.MaxValue) |> int64 )
|> Array.countBy (fun x -> x / ONE_TENTH) // Categorize and count random numbers.
|> Array.map snd
// Display breakdown by range.
printfn "%28s %32s %7s\n" "Range" "Count" "Pct."
for i = 0 to 9 do
let r1 = int64 i * ONE_TENTH
let r2 = if i < 9 then r1 + ONE_TENTH - 1L else Int64.MaxValue
printfn $"{r1,25:N0}-{r2,25:N0} {count.[i],8:N0} {float count.[i] / 20000000.0,7:P2}"
// The example displays output like the following:
// Range Count Pct.
//
// 0- 922,337,203,685,477,580 1,996,148 9.98 %
// 922,337,203,685,477,581-1,844,674,407,370,955,161 2,000,293 10.00 %
// 1,844,674,407,370,955,162-2,767,011,611,056,432,742 2,000,094 10.00 %
// 2,767,011,611,056,432,743-3,689,348,814,741,910,323 2,000,159 10.00 %
// 3,689,348,814,741,910,324-4,611,686,018,427,387,904 1,999,552 10.00 %
// 4,611,686,018,427,387,905-5,534,023,222,112,865,485 1,998,248 9.99 %
// 5,534,023,222,112,865,486-6,456,360,425,798,343,066 2,000,696 10.00 %
// 6,456,360,425,798,343,067-7,378,697,629,483,820,647 2,001,637 10.01 %
// 7,378,697,629,483,820,648-8,301,034,833,169,298,228 2,002,870 10.01 %
// 8,301,034,833,169,298,229-9,223,372,036,854,775,807 2,000,303 10.00 %
Module Example8
Public Sub Main()
Const ONE_TENTH As Long = 922337203685477581
Dim rnd As New Random()
Dim number As Long
Dim count(9) As Integer
' Generate 20 million long integers.
For ctr As Integer = 1 To 20000000
number = CLng(rnd.NextDouble() * Int64.MaxValue)
' Categorize random numbers.
count(CInt(number \ ONE_TENTH)) += 1
Next
' Display breakdown by range.
Console.WriteLine("{0,28} {1,32} {2,7}", "Range", "Count", "Pct.")
Console.WriteLine()
For ctr As Integer = 0 To 9
Console.WriteLine("{0,25:N0}-{1,25:N0} {2,8:N0} {3,7:P2}", ctr * ONE_TENTH,
If(ctr < 9, ctr * ONE_TENTH + ONE_TENTH - 1, Int64.MaxValue),
count(ctr), count(ctr) / 20000000)
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Range Count Pct.
'
' 0- 922,337,203,685,477,580 1,996,148 9.98 %
' 922,337,203,685,477,581-1,844,674,407,370,955,161 2,000,293 10.00 %
' 1,844,674,407,370,955,162-2,767,011,611,056,432,742 2,000,094 10.00 %
' 2,767,011,611,056,432,743-3,689,348,814,741,910,323 2,000,159 10.00 %
' 3,689,348,814,741,910,324-4,611,686,018,427,387,904 1,999,552 10.00 %
' 4,611,686,018,427,387,905-5,534,023,222,112,865,485 1,998,248 9.99 %
' 5,534,023,222,112,865,486-6,456,360,425,798,343,066 2,000,696 10.00 %
' 6,456,360,425,798,343,067-7,378,697,629,483,820,647 2,001,637 10.01 %
' 7,378,697,629,483,820,648-8,301,034,833,169,298,228 2,002,870 10.01 %
' 8,301,034,833,169,298,229-9,223,372,036,854,775,807 2,000,303 10.00 %
Alternatywna technika, która używa manipulowania bitami, nie generuje prawdziwie losowych liczb. Ta technika wywołuje Next() metodę generowania dwóch liczb całkowitych, przesunięć w lewo o jedną o 32 bity i ORS razem. Ta technika ma dwa ograniczenia:
Ponieważ bit 31 jest bitem znaku, wartość w bitzie 31 wynikowej długiej liczby całkowitej jest zawsze 0. Można to rozwiązać, generując losową liczbę 0 lub 1, przesuwając ją w lewo 31 bitów, a ORing z oryginalną losową długą liczbą całkowitą.
Poważniej, ponieważ prawdopodobieństwo, że wartość zwrócona przez Next() wartość będzie wynosić 0, będzie niewiele, jeśli jakiekolwiek liczby losowe w zakresie 0x0-0x00000000FFFFFFFF.
Pobieranie bajtów w określonym zakresie
Przeciążenia Next metody umożliwiają określenie zakresu liczb losowych, ale NextBytes metoda nie. Poniższy przykład implementuje metodę NextBytes , która umożliwia określenie zakresu zwracanych bajtów. Definiuje klasę Random2 , która pochodzi z Random metody i przeciąża ją NextBytes .
using System;
public class Example3
{
public static void Main()
{
Random2 rnd = new Random2();
Byte[] bytes = new Byte[10000];
int[] total = new int[101];
rnd.NextBytes(bytes, 0, 101);
// Calculate how many of each value we have.
foreach (var value in bytes)
total[value]++;
// Display the results.
for (int ctr = 0; ctr < total.Length; ctr++)
{
Console.Write("{0,3}: {1,-3} ", ctr, total[ctr]);
if ((ctr + 1) % 5 == 0) Console.WriteLine();
}
}
}
public class Random2 : Random
{
public Random2() : base()
{ }
public Random2(int seed) : base(seed)
{ }
public void NextBytes(byte[] bytes, byte minValue, byte maxValue)
{
for (int ctr = bytes.GetLowerBound(0); ctr <= bytes.GetUpperBound(0); ctr++)
bytes[ctr] = (byte)Next(minValue, maxValue);
}
}
// The example displays output like the following:
// 0: 115 1: 119 2: 92 3: 98 4: 92
// 5: 102 6: 103 7: 84 8: 93 9: 116
// 10: 91 11: 98 12: 106 13: 91 14: 92
// 15: 101 16: 100 17: 96 18: 97 19: 100
// 20: 101 21: 106 22: 112 23: 82 24: 85
// 25: 102 26: 107 27: 98 28: 106 29: 102
// 30: 109 31: 108 32: 94 33: 101 34: 107
// 35: 101 36: 86 37: 100 38: 101 39: 102
// 40: 113 41: 95 42: 96 43: 89 44: 99
// 45: 81 46: 89 47: 105 48: 100 49: 85
// 50: 103 51: 103 52: 93 53: 89 54: 91
// 55: 97 56: 105 57: 97 58: 110 59: 86
// 60: 116 61: 94 62: 117 63: 98 64: 110
// 65: 93 66: 102 67: 100 68: 105 69: 83
// 70: 81 71: 97 72: 85 73: 70 74: 98
// 75: 100 76: 110 77: 114 78: 83 79: 90
// 80: 96 81: 112 82: 102 83: 102 84: 99
// 85: 81 86: 100 87: 93 88: 99 89: 118
// 90: 95 91: 124 92: 108 93: 96 94: 104
// 95: 106 96: 99 97: 99 98: 92 99: 99
// 100: 108
open System
type Random2() =
inherit Random()
member this.NextBytes(bytes: byte[], minValue: byte, maxValue: byte) =
for i=bytes.GetLowerBound(0) to bytes.GetUpperBound(0) do
bytes.[i] <- this.Next(int minValue, int maxValue) |> byte
let rnd = Random2()
let bytes = Array.zeroCreate 10000
let total = Array.zeroCreate 101
rnd.NextBytes(bytes, 0uy, 101uy)
// Calculate how many of each value we have.
for v in bytes do
total.[int v] <- total.[int v] + 1
// Display the results.
for i = 0 to total.Length - 1 do
printf "%3i: %-3i " i total.[i]
if (i + 1) % 5 = 0 then printfn ""
// The example displays output like the following:
// 0: 115 1: 119 2: 92 3: 98 4: 92
// 5: 102 6: 103 7: 84 8: 93 9: 116
// 10: 91 11: 98 12: 106 13: 91 14: 92
// 15: 101 16: 100 17: 96 18: 97 19: 100
// 20: 101 21: 106 22: 112 23: 82 24: 85
// 25: 102 26: 107 27: 98 28: 106 29: 102
// 30: 109 31: 108 32: 94 33: 101 34: 107
// 35: 101 36: 86 37: 100 38: 101 39: 102
// 40: 113 41: 95 42: 96 43: 89 44: 99
// 45: 81 46: 89 47: 105 48: 100 49: 85
// 50: 103 51: 103 52: 93 53: 89 54: 91
// 55: 97 56: 105 57: 97 58: 110 59: 86
// 60: 116 61: 94 62: 117 63: 98 64: 110
// 65: 93 66: 102 67: 100 68: 105 69: 83
// 70: 81 71: 97 72: 85 73: 70 74: 98
// 75: 100 76: 110 77: 114 78: 83 79: 90
// 80: 96 81: 112 82: 102 83: 102 84: 99
// 85: 81 86: 100 87: 93 88: 99 89: 118
// 90: 95 91: 124 92: 108 93: 96 94: 104
// 95: 106 96: 99 97: 99 98: 92 99: 99
// 100: 108
Module Example4
Public Sub Main()
Dim rnd As New Random2()
Dim bytes(9999) As Byte
Dim total(100) As Integer
rnd.NextBytes(bytes, 0, 101)
' Calculate how many of each value we have.
For Each value In bytes
total(value) += 1
Next
' Display the results.
For ctr As Integer = 0 To total.Length - 1
Console.Write("{0,3}: {1,-3} ", ctr, total(ctr))
If (ctr + 1) Mod 5 = 0 Then Console.WriteLine()
Next
End Sub
End Module
Public Class Random2 : Inherits Random
Public Sub New()
MyBase.New()
End Sub
Public Sub New(seed As Integer)
MyBase.New(seed)
End Sub
Public Overloads Sub NextBytes(bytes() As Byte,
minValue As Byte, maxValue As Byte)
For ctr As Integer = bytes.GetLowerbound(0) To bytes.GetUpperBound(0)
bytes(ctr) = CByte(MyBase.Next(minValue, maxValue))
Next
End Sub
End Class
' The example displays output like the following:
' 0: 115 1: 119 2: 92 3: 98 4: 92
' 5: 102 6: 103 7: 84 8: 93 9: 116
' 10: 91 11: 98 12: 106 13: 91 14: 92
' 15: 101 16: 100 17: 96 18: 97 19: 100
' 20: 101 21: 106 22: 112 23: 82 24: 85
' 25: 102 26: 107 27: 98 28: 106 29: 102
' 30: 109 31: 108 32: 94 33: 101 34: 107
' 35: 101 36: 86 37: 100 38: 101 39: 102
' 40: 113 41: 95 42: 96 43: 89 44: 99
' 45: 81 46: 89 47: 105 48: 100 49: 85
' 50: 103 51: 103 52: 93 53: 89 54: 91
' 55: 97 56: 105 57: 97 58: 110 59: 86
' 60: 116 61: 94 62: 117 63: 98 64: 110
' 65: 93 66: 102 67: 100 68: 105 69: 83
' 70: 81 71: 97 72: 85 73: 70 74: 98
' 75: 100 76: 110 77: 114 78: 83 79: 90
' 80: 96 81: 112 82: 102 83: 102 84: 99
' 85: 81 86: 100 87: 93 88: 99 89: 118
' 90: 95 91: 124 92: 108 93: 96 94: 104
' 95: 106 96: 99 97: 99 98: 92 99: 99
' 100: 108
Metoda NextBytes(Byte[], Byte, Byte) opakowuje wywołanie Next(Int32, Int32) metody i określa minimalną wartość i jedną większą niż wartość maksymalną (w tym przypadku 0 i 101), którą chcemy zwrócić w tablicy bajtów. Ponieważ mamy pewność, że wartości całkowite zwracane przez Next metodę znajdują się w zakresie Byte typu danych, możemy bezpiecznie rzutować je (w językach C# i F#) lub przekonwertować (w Visual Basic) z liczb całkowitych na bajty.
Pobieranie elementu z tablicy lub kolekcji losowo
Liczby losowe często służą jako indeksy do pobierania wartości z tablic lub kolekcji. Aby pobrać losową wartość indeksu, możesz wywołać Next(Int32, Int32) metodę i użyć dolnej granicy tablicy jako wartości argumentu minValue i jednej większej niż górna granica tablicy jako wartość argumentu maxValue . W przypadku tablicy opartej na zerach jest to odpowiednik jej Length właściwości lub jedna większa niż wartość zwrócona przez metodę Array.GetUpperBound . Poniższy przykład losowo pobiera nazwę miasta w Stany Zjednoczone z tablicy miast.
String[] cities = { "Atlanta", "Boston", "Chicago", "Detroit",
"Fort Wayne", "Greensboro", "Honolulu", "Indianapolis",
"Jersey City", "Kansas City", "Los Angeles",
"Milwaukee", "New York", "Omaha", "Philadelphia",
"Raleigh", "San Francisco", "Tulsa", "Washington" };
Random rnd = new Random();
int index = rnd.Next(0, cities.Length);
Console.WriteLine("Today's city of the day: {0}",
cities[index]);
// The example displays output like the following:
// Today's city of the day: Honolulu
let cities =
[| "Atlanta"; "Boston"; "Chicago"; "Detroit";
"Fort Wayne"; "Greensboro"; "Honolulu"; "Indianapolis";
"Jersey City"; "Kansas City"; "Los Angeles";
"Milwaukee"; "New York"; "Omaha"; "Philadelphia";
"Raleigh"; "San Francisco"; "Tulsa"; "Washington" |]
let rnd = Random()
let index = rnd.Next(0,cities.Length)
printfn "Today's city of the day: %s" cities.[index]
// The example displays output like the following:
// Today's city of the day: Honolulu
Module Example1
Public Sub Main()
Dim cities() As String = {"Atlanta", "Boston", "Chicago", "Detroit",
"Fort Wayne", "Greensboro", "Honolulu", "Indianapolis",
"Jersey City", "Kansas City", "Los Angeles",
"Milwaukee", "New York", "Omaha", "Philadelphia",
"Raleigh", "San Francisco", "Tulsa", "Washington"}
Dim rnd As New Random()
Dim index As Integer = rnd.Next(0, cities.Length)
Console.WriteLine("Today's city of the day: {0}",
cities(index))
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Today's city of the day: Honolulu
Pobieranie unikatowego elementu z tablicy lub kolekcji
Generator liczb losowych zawsze może zwracać zduplikowane wartości. W miarę jak zakres liczb staje się mniejszy lub liczba wygenerowanych wartości staje się większa, prawdopodobieństwo wzrostu prawdopodobieństwa duplikatów. Jeśli wartości losowe muszą być unikatowe, generowana jest większa liczba, aby zrekompensować duplikaty, co skutkuje coraz uboższą wydajnością.
Istnieje wiele technik do obsługi tego scenariusza. Jednym z typowych rozwiązań jest utworzenie tablicy lub kolekcji zawierającej wartości do pobrania oraz tablicę równoległą zawierającą losowe liczby zmiennoprzecinkowe. Druga tablica jest wypełniana losowymi liczbami w momencie utworzenia pierwszej tablicy, a Array.Sort(Array, Array) metoda służy do sortowania pierwszej tablicy przy użyciu wartości w tablicy równoległej.
Jeśli na przykład tworzysz grę solitaire, chcesz mieć pewność, że każda karta jest używana tylko raz. Zamiast generować liczby losowe w celu pobrania karty i śledzenia, czy ta karta została już rozpatrzona, można utworzyć równoległą tablicę losowych liczb, które mogą służyć do sortowania pokładu. Po posortowanym pokładzie aplikacja może zachować wskaźnik wskazujący indeks następnej karty na pokładzie.
To podejście pokazano w poniższym przykładzie. Definiuje klasę, która reprezentuje kartę Card odtwarzania i Dealer klasę, która zajmuje się talią kart tasowanych. Dealer Konstruktor klasy wypełnia dwie tablice: tablicędeck, która ma zakres klasy i reprezentuje wszystkie karty w talii, oraz tablicę lokalnąorder, która ma taką samą liczbę elementów jak deck tablica i jest wypełniana losowo wygenerowanymi Double wartościami. Array.Sort(Array, Array) Następnie metoda jest wywoływana w celu sortowania deck tablicy na podstawie wartości w tablicyorder.
using System;
// A class that represents an individual card in a playing deck.
public class Card
{
public Suit Suit;
public FaceValue FaceValue;
public override String ToString()
{
return String.Format("{0:F} of {1:F}", this.FaceValue, this.Suit);
}
}
public enum Suit { Hearts, Diamonds, Spades, Clubs };
public enum FaceValue
{
Ace = 1, Two, Three, Four, Five, Six,
Seven, Eight, Nine, Ten, Jack, Queen,
King
};
public class Dealer
{
Random rnd;
// A deck of cards, without Jokers.
Card[] deck = new Card[52];
// Parallel array for sorting cards.
Double[] order = new Double[52];
// A pointer to the next card to deal.
int ptr = 0;
// A flag to indicate the deck is used.
bool mustReshuffle = false;
public Dealer()
{
rnd = new Random();
// Initialize the deck.
int deckCtr = 0;
foreach (var suit in Enum.GetValues(typeof(Suit)))
{
foreach (var faceValue in Enum.GetValues(typeof(FaceValue)))
{
Card card = new Card();
card.Suit = (Suit)suit;
card.FaceValue = (FaceValue)faceValue;
deck[deckCtr] = card;
deckCtr++;
}
}
for (int ctr = 0; ctr < order.Length; ctr++)
order[ctr] = rnd.NextDouble();
Array.Sort(order, deck);
}
public Card[] Deal(int numberToDeal)
{
if (mustReshuffle)
{
Console.WriteLine("There are no cards left in the deck");
return null;
}
Card[] cardsDealt = new Card[numberToDeal];
for (int ctr = 0; ctr < numberToDeal; ctr++)
{
cardsDealt[ctr] = deck[ptr];
ptr++;
if (ptr == deck.Length)
mustReshuffle = true;
if (mustReshuffle & ctr < numberToDeal - 1)
{
Console.WriteLine("Can only deal the {0} cards remaining on the deck.",
ctr + 1);
return cardsDealt;
}
}
return cardsDealt;
}
}
public class Example17
{
public static void Main()
{
Dealer dealer = new Dealer();
ShowCards(dealer.Deal(20));
}
private static void ShowCards(Card[] cards)
{
foreach (var card in cards)
if (card != null)
Console.WriteLine("{0} of {1}", card.FaceValue, card.Suit);
}
}
// The example displays output like the following:
// Six of Diamonds
// King of Clubs
// Eight of Clubs
// Seven of Clubs
// Queen of Clubs
// King of Hearts
// Three of Spades
// Ace of Clubs
// Four of Hearts
// Three of Diamonds
// Nine of Diamonds
// Two of Hearts
// Ace of Hearts
// Three of Hearts
// Four of Spades
// Eight of Hearts
// Queen of Diamonds
// Two of Clubs
// Four of Diamonds
// Jack of Hearts
open System
type Suit =
| Clubs
| Diamonds
| Hearts
| Spades
type Face =
| Ace | Two | Three
| Four | Five | Six
| Seven | Eight | Nine
| Ten | Jack | Queen | King
type Card = { Face: Face; Suit: Suit }
let suits = [ Clubs; Diamonds; Hearts; Spades ]
let faces = [ Ace; Two; Three; Four; Five; Six; Seven; Eight; Nine; Ten; Jack; Queen; King ]
type Dealer() =
let rnd = Random()
let mutable pos = 0
// Parallel array for sorting cards.
let order = Array.init (suits.Length * faces.Length) (fun _ -> rnd.NextDouble() )
// A deck of cards, without Jokers.
let deck = [|
for s in suits do
for f in faces do
{ Face = f; Suit = s } |]
// Shuffle the deck.
do Array.Sort(order, deck)
// Deal a number of cards from the deck, return None if failed
member _.Deal(numberToDeal) : Card [] option =
if numberToDeal = 0 || pos = deck.Length then
printfn "There are no cards left in the deck"
None
else
let cards = deck.[pos .. numberToDeal + pos - 1]
if numberToDeal > deck.Length - pos then
printfn "Can only deal the %i cards remaining on the deck." (deck.Length - pos)
pos <- min (pos + numberToDeal) deck.Length
Some cards
let showCards cards =
for card in cards do
printfn $"{card.Face} of {card.Suit}"
let dealer = Dealer()
dealer.Deal 20
|> Option.iter showCards
// The example displays output like the following:
// Six of Diamonds
// King of Clubs
// Eight of Clubs
// Seven of Clubs
// Queen of Clubs
// King of Hearts
// Three of Spades
// Ace of Clubs
// Four of Hearts
// Three of Diamonds
// Nine of Diamonds
// Two of Hearts
// Ace of Hearts
// Three of Hearts
// Four of Spades
// Eight of Hearts
// Queen of Diamonds
// Two of Clubs
// Four of Diamonds
// Jack of Hearts
' A class that represents an individual card in a playing deck.
Public Class Card
Public Suit As Suit
Public FaceValue As FaceValue
Public Overrides Function ToString() As String
Return String.Format("{0:F} of {1:F}", Me.FaceValue, Me.Suit)
End Function
End Class
Public Enum Suit As Integer
Hearts = 0
Diamonds = 1
Spades = 2
Clubs = 3
End Enum
Public Enum FaceValue As Integer
Ace = 1
Two = 2
Three = 3
Four = 4
Five = 5
Six = 6
Seven = 7
Eight = 8
Nine = 9
Ten = 10
Jack = 11
Queen = 12
King = 13
End Enum
Public Class Dealer
Dim rnd As Random
' A deck of cards, without Jokers.
Dim deck(51) As Card
' Parallel array for sorting cards.
Dim order(51) As Double
' A pointer to the next card to deal.
Dim ptr As Integer = 0
' A flag to indicate the deck is used.
Dim mustReshuffle As Boolean
Public Sub New()
rnd = New Random()
' Initialize the deck.
Dim deckCtr As Integer = 0
For Each Suit In [Enum].GetValues(GetType(Suit))
For Each faceValue In [Enum].GetValues(GetType(FaceValue))
Dim card As New Card()
card.Suit = CType(Suit, Suit)
card.FaceValue = CType(faceValue, FaceValue)
deck(deckCtr) = card
deckCtr += 1
Next
Next
For ctr As Integer = 0 To order.Length - 1
order(ctr) = rnd.NextDouble()
Next
Array.Sort(order, deck)
End Sub
Public Function Deal(numberToDeal As Integer) As Card()
If mustReshuffle Then
Console.WriteLine("There are no cards left in the deck")
Return Nothing
End If
Dim cardsDealt(numberToDeal - 1) As Card
For ctr As Integer = 0 To numberToDeal - 1
cardsDealt(ctr) = deck(ptr)
ptr += 1
If ptr = deck.Length Then
mustReshuffle = True
End If
If mustReshuffle And ctr < numberToDeal - 1
Console.WriteLine("Can only deal the {0} cards remaining on the deck.",
ctr + 1)
Return cardsDealt
End If
Next
Return cardsDealt
End Function
End Class
Public Module Example
Public Sub Main()
Dim dealer As New Dealer()
ShowCards(dealer.Deal(20))
End Sub
Private Sub ShowCards(cards() As Card)
For Each card In cards
If card IsNot Nothing Then _
Console.WriteLine("{0} of {1}", card.FaceValue, card.Suit)
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Six of Diamonds
' King of Clubs
' Eight of Clubs
' Seven of Clubs
' Queen of Clubs
' King of Hearts
' Three of Spades
' Ace of Clubs
' Four of Hearts
' Three of Diamonds
' Nine of Diamonds
' Two of Hearts
' Ace of Hearts
' Three of Hearts
' Four of Spades
' Eight of Hearts
' Queen of Diamonds
' Two of Clubs
' Four of Diamonds
' Jack of Hearts
