Randomness with the Random class

程序的运行有时需要随机性。有很多原因 - 可能需要以随机顺序对列表排序（随机播放）或制作游戏时需要让组件往随机的方向移动。不管什么原因，都需要有办法从计算机中获得一个随机值，幸好，C#可以提供帮助。

多数情况下，可以由Random类开始，此类可以生成一个或多个特定范围内的随机数。而且此类的使用非常简单：

Random random = new Random();
Console.WriteLine("A random number: " + random.Next());

这里初始化了一个新的Random类实例，然后调用其Next()方法获得一个随机数（整数） - 很简单！

如果需要的是小数而不是整数，可以改用NextDouble()方法 - 这会返回一个介于0.0（包含此值）和0.99（即任何小于1.0的数字）之间的数字：

Random random = new Random();
Console.WriteLine("A random number with decimals: " + random.NextDouble());

随机范围

多数情况需要的不是任何随机数 - 而是某种范围内的随机数，比如，1到100之间。别担心，用Random很容易实现：

Random random = new Random();
Console.WriteLine("A random number between 1 and 100: " + random.Next(1, 101));

上例只简单把Next()方法调用改为包含最小值和最大值参数的调用。注意其中最小值是包容性的（即此值包括在可能的输出值范围内），而最大值是非包容性的（即此值不包括在可能的输出值范围内），所以使用了101而非100。如果想要的值是0到99，可以象这样改写：

Console.WriteLine("A random number between 0 and 99: " + random.Next(0, 100));

Random类种子

Random类初始化时都需要一个种子，或是明确提供，或是由.NET framework暗中提供。此种子允许控制其随机性 - 多次使用同一个种子可以生成同一组随机数。这听起来很奇怪，但在测试程序/游戏等的特定场景时很有用。

种子通过构造器重载传递，象这样：

Random random = new Random(1000);

来看看用此实例连续生成5个随机数怎么样：

Random random = new Random(1000);
for(int i = 0; i < 5; i++)
	Console.WriteLine("A random number between 1 and 100: " + random.Next(1, 101));

不管运行此代码多少次，得到的5个“随机”数永远都会是这样：

A random number between 1 and 100: 16
A random number between 1 and 100: 24
A random number between 1 and 100: 76
A random number between 1 and 100: 1
A random number between 1 and 100: 70

通过此示例可看出，由Random类生成的随机数并不那么随机。而是使用种子值生成的伪随机数。因此，当编程者不提供种子时，.NET framework会自动提供一个。在最初的.NET framework版本中，使用的是当前时间，而后面的.NET core framework使用的是线程独立的伪随机数生成器来产生随机数。换言之，除非需要控制随机性，都应该使用默认的Random类构造器，象第一个例子那样。

总结

使用Random类生成随机数，不过除非想得到可预测的随机，否则应该使用随机种子 - .NET framework会自动处理，除非通过构造器重载传入随机种子。

还需注意一点，初始化Random类有点耗资源，因此不要在循环中反复生成新的Random类实例 - 而是只生成一个Random类实例，用Next()方法来获得任意多的随机数。

最后，如上文所述，Random类是个伪随机数生成器。如果需要更安全的方式，如，加密和/或生成密码，可以使用RNGCryptoServiceProvider类。