C#生成互不相同随机数的实现方法

下面是“C#生成互不相同随机数的实现方法”的攻略。

1. 问题背景

在某些情况下，我们需要在程序中生成一组互不相同的随机数。例如，需要为多个用户分配不同的抽奖号码或者生成一组随机的测试数据。

2. 方案思路

实现这个需求的一种思路是：每次使用随机数时，从一个预设的随机数池中选取一个未使用过的数作为结果。这个思路的优点是可以确保生成的随机数互不相同，缺点则是需要维护一个可用随机数池，随着随机数的使用越来越多，维护成本也会不断增大。

3. 实现方法

3.1 在一个固定范围内生成随机数

在C#中，可以通过Random类的Next()方法来生成一个指定范围内的随机数。例如，要生成一个1到100之间的随机数，可以使用以下代码：

Random random = new Random();
int randomNumber = random.Next(1, 101);

如果要生成多个互不相同的随机数，可以通过创建一个HashSet集合来存储已经生成的数，每次生成新的随机数时，先判断它是否已经存在于集合中。如果已经存在，则需要重新生成，否则将其添加到集合中。例如：

Random random = new Random();
HashSet<int> randomSet = new HashSet<int>();
int count = 10;  // 需要生成10个随机数
while (randomSet.Count < count)
{
    int randomNumber = random.Next(1, 101);
    if (!randomSet.Contains(randomNumber))
    {
        randomSet.Add(randomNumber);
        Console.WriteLine(randomNumber);
    }
}

这个程序会不断生成随机数，直到集合中包含10个不同的数为止。

3.2 在一个范围内随机选取数

另一种实现方法是，先生成一个指定范围内的随机数作为位置，然后从已知的数列中取出对应位置的数。例如，要从1到100中选出10个互不相同的数，可以先生成一个1到1000之间的随机数作为位置，然后从1到100中取出对应位置的数，如下所示：

Random random = new Random();
HashSet<int> randomSet = new HashSet<int>();
int count = 10;  // 需要生成10个随机数
while (randomSet.Count < count)
{
    int index = random.Next(1, 1001);
    int randomNumber = Enumerable.Range(1, 100).ElementAt(index % 100);
    if (!randomSet.Contains(randomNumber))
    {
        randomSet.Add(randomNumber);
        Console.WriteLine(randomNumber);
    }
}

在这个程序中，先生成一个1到1000之间的随机数，然后用100取模得到需要选取的位置，最后从1到100中取出对应位置的数。需要注意的是，在取模的时候不能直接将index对100取余，因为随机数生成器的取值可能存在一定的规律，这可能导致生成的随机数不够均匀分布。因此，可以将生成的数除以100取余，这样可以降低规律对结果的影响。

4. 总结

本文介绍了两种在C#中生成互不相同随机数的实现方法，第一种方法适用于需要生成的随机数范围不大的情况，第二种方法则可支持生成任意范围内的随机数。在使用过程中，需要注意生成的随机数是否均匀分布，以及是否存在性能瓶颈等问题。