在 C# 中，生成隨機數(shù)有多種方式，適用于不同場景。以下是5種主要方法及其對比：

計算機中不存在真正的 "隨機數(shù)"，我們生成的隨機數(shù)本質(zhì)是偽隨機數(shù)—— 通過特定算法和初始條件（種子）計算出的序列。這些序列看似無序，但在相同種子下會完全重復(fù)，因此也被稱為 "假隨機"。

典型使用場景： 注冊賬號的驗證碼、唯一標(biāo)識符生成、隨機點名器、抽獎系統(tǒng)、游戲中的隨機事件等。

1. 使用Random類（基礎(chǔ)隨機數(shù)）

特點：基于種子的偽隨機數(shù)生成器，性能較高，適合普通隨機場景。

示例代碼：

// 創(chuàng)建 Random 實例（默認使用時間戳作為種子）
Random random = new Random();
?
// 生成整數(shù)：[minValue, maxValue)
int randomInt = random.Next(1, 101);  // 生成 1 到 100 之間的隨機整數(shù)
?
// 生成浮點數(shù)：[0.0, 1.0)
double randomDouble = random.NextDouble();  // 生成 0.0 到 1.0 之間的隨機小數(shù)

注意事項：

種子問題：短時間內(nèi)創(chuàng)建多個Random實例可能生成相同序列（因時間種子相同）。

// 錯誤示例：每次循環(huán)創(chuàng)建新實例，可能生成相同隨機數(shù)
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    Console.WriteLine(new Random().Next(100)); // 可能輸出重復(fù)值
}

解決方案：復(fù)用單個 Random 實例。

生成隨機字符： 利用 ASCII 碼范圍生成 a-z 的隨機字符串（97-122 對應(yīng)小寫字母）：

Random random5 = new Random();
string result = "";
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
    char c = (char)random5.Next(97, 123); // 生成97-122的隨機數(shù)，轉(zhuǎn)換為字符
    result += c;
}
Console.WriteLine(result); // 例如："kqzx"

2. 使用System.Random.Shared（線程安全版本）

特點：.NET 6+ 引入的靜態(tài)線程安全隨機數(shù)生成器，無需手動同步。

示例代碼：

// 生成線程安全的隨機數(shù)
int safeRandomInt = Random.Shared.Next(1, 101);  // 線程安全的整數(shù)
double safeRandomDouble = Random.Shared.NextDouble();  // 線程安全的小數(shù)

優(yōu)勢：

• 無需擔(dān)心多線程競爭問題，性能優(yōu)于手動加鎖的 Random。
• 適用于多線程環(huán)境（如并行計算）。

3. 使用System.Security.Cryptography.RandomNumberGenerator（加密安全隨機數(shù)）

特點：使用操作系統(tǒng)的加密隨機數(shù)生成器，生成高質(zhì)量隨機數(shù)，適用于安全敏感場景（如密碼、令牌生成）。

using System.Security.Cryptography;
?
// 生成加密安全的隨機整數(shù)
byte[] buffer = new byte[4];  // 4字節(jié) = 32位整數(shù)
using (RandomNumberGenerator rng = RandomNumberGenerator.Create()) {
    rng.GetBytes(buffer);  // 填充隨機字節(jié)
    int secureRandomInt = BitConverter.ToInt32(buffer, 0);
    Console.WriteLine(Math.Abs(secureRandomInt % 100));  // 轉(zhuǎn)換為 0-99 的整數(shù)
}
?
// 更簡便的寫法（.NET 6+）
int secureInt = RandomNumberGenerator.GetInt32(1, 101);  // 直接生成 1-100 的整數(shù)

適用場景：

• 密碼學(xué)相關(guān)場景（如生成加密密鑰）。
• 安全令牌、驗證碼生成。

4. GUID（全球唯一標(biāo)識符）

GUID（Globally Unique Identifier）是 128 位的唯一標(biāo)識符，通過系統(tǒng)時間、硬件 ID 等多維度信息計算生成，重復(fù)概率極低（可視為全球唯一）。

核心特點：

• 格式：xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx（32 位十六進制數(shù)，含連字符），例如：6F9619FF-8B86-D011-B42D-00C04FC964FF。
• 生成方式：直接調(diào)用Guid.NewGuid()靜態(tài)方法。

適用場景：

生成產(chǎn)品密鑰、訂單號、數(shù)據(jù)庫主鍵、分布式系統(tǒng)中的唯一標(biāo)識等。

Console.WriteLine(Guid.NewGuid()); 
// 輸出示例：a27fc3ff-f785-4522-bced-7c0f24f0d0e8

5.RNGCryptoServiceProvider（加密級隨機數(shù)）

屬于加密安全的隨機數(shù)生成器，基于操作系統(tǒng)底層的加密算法，生成高質(zhì)量隨機數(shù)，適用于安全性要求極高的場景。

核心用法：

通過字節(jié)數(shù)組接收隨機數(shù)據(jù)，可轉(zhuǎn)換為字符串或數(shù)值使用：

// 創(chuàng)建加密隨機數(shù)生成器實例
using (RNGCryptoServiceProvider rcsp = new RNGCryptoServiceProvider())
{
    byte[] bytes = new byte[10]; // 指定隨機數(shù)長度（10字節(jié)）
    rcsp.GetBytes(bytes); // 生成隨機字節(jié)并填充到數(shù)組
    Console.WriteLine(BitConverter.ToString(bytes)); 
    // 輸出示例：3A-7B-2D-...（十六進制格式，以連字符分隔）
}

特點：

• 隨機性強：基于硬件或系統(tǒng)環(huán)境的熵值（不可預(yù)測性更高）。
• 線程安全：支持多線程環(huán)境。
• 性能較低：因加密算法復(fù)雜，生成速度慢于Random。

適用場景：

密碼加密、令牌生成、敏感數(shù)據(jù)加密密鑰等安全敏感場景。

方法對比

總結(jié)

• 普通場景：使用 Random 并復(fù)用實例。
• 多線程場景：使用 System.Random.Shared。
• 安全敏感場景：使用 RandomNumberGenerator。

補充說明

1. Random的擴展用法： 生成隨機字符除了通過 ASCII 碼（97-122 對應(yīng) a-z），還可直接從字符集抽?。?/p>

   string chars = "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm";
   Random ran = new Random();
   string res = "";
   for (int i = 0; i < 4; i++)
   {
       res += chars[ran.Next(chars.Length)]; // 從字符集中隨機取字符
   }

   洗牌算法：

2. GUID的唯一性： GUID 的唯一性基于 "概率極低"，理論上存在重復(fù)可能，但實際應(yīng)用中可視為絕對唯一，無需擔(dān)心沖突。

3. .NET Core/.NET 5 + 的新選擇： 對于加密隨機數(shù)，推薦使用RandomNumberGenerator（.NET 6+）替代RNGCryptoServiceProvider（已過時），用法更簡潔。

   // .NET 6+ 推薦寫法
   byte[] bytes = new byte[10];
   RandomNumberGenerator.Fill(bytes); // 填充隨機字節(jié)

到此這篇關(guān)于c#中生成隨機數(shù)的三種方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)c# 生成隨機數(shù)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評論