如何在ASP.NET中生成不重复的随机16位数字？

Question

我如何在c# asp.net中生成16位不重复的随机数字？我已经了解了GUID的概念，它可以生成包含字符和数字的序列，但我不想要字符。请问是否有其他方法实现这个功能呢？

请提供相关建议，谢谢。

- Vivek Singh

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如果你创建一系列不重复的数字，那么它们就不能是随机的。 - Rich O'Kelly

从1开始递增*(认真的)* - Lieven Keersmaekers

我不想要一系列的数字，我需要完全随机的16位数。 - Vivek Singh

使用表格来保存您已经分发的数字，然后使用一些简单的方案来获取下一个数字。可以这样进行：获取随机数字，如果不可用：增加。写入已使用。 - Lieven Keersmaekers

Answer 1

您可以使用Random类创建一个随机数：

private static Random RNG = new Random();

public string Create16DigitString()
{
  var builder = new StringBuilder();
  while (builder.Length < 16) 
  {
    builder.Append(RNG.Next(10).ToString());
  }
  return builder.ToString();
}

确保没有冲突需要跟踪您以前返回的所有结果，这实际上是一种内存泄漏（请注意，我不建议您使用此方法 - 跟踪所有先前的结果是一个坏主意，应该依赖于长达16个字符的随机字符串的熵来确保唯一性，如果需要更多唯一性，请增加熵，但我将包括此代码以展示如何做到）：

private static HashSet<string> Results = new HashSet<string>();

public string CreateUnique16DigitString()
{
  var result = Create16DigitString();
  while (!Results.Add(result))
  {
    result = Create16DigitString();
  }

  return result;
}

- Rich O'Kelly

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它能够工作，但我想问一下这种方法是否适用于生成大量数字（比如数百万），会不会重复。 - Vivek Singh

我能提供的只是一个概率。一个16位数字有10^16种组合方式，我们称之为 N，创建 k 个数字的组合，它们全部都是唯一的可能性是 e^{\frac{-k(k-1)}{2N}}。使用 1000 万作为 k，这将给出一个概率为 99.004983473%。 - Rich O'Kelly

你可以将之前返回的数字写入数据库，而不是使用哈希集合。这样你仍然会有一个包含所有数字的逐渐增长的表格需要进行搜索，但是相比于在哈希中存储所有先前的数字，这对内存不应该造成太大负担。 - nedlud

@nedlud 是的，你可能可以这样做，但在我看来，这仍然是个糟糕的想法——它不能很好地扩展。 - Rich O'Kelly

感谢 @rich.okelly，我能看到它不具有可扩展性，但如果数据库和哈希表都不可扩展，那么什么方案是可扩展的呢？（我有一个类似于 OP 的问题，想知道最佳解决方案） - nedlud

@nedlud 增加熵。GUID以名称为基础具有全球唯一性，这是通过大量的熵（2^128位）实现的。在您的情况下，与GUID不同的是，您可以控制它们，并且可能有一些共享的知识可用于进一步降低碰撞的可能性（例如，如果时间被协调，则在值的某个部分编码当前时间）。如果您必须保证唯一性（统计保证不足），那么集中式来源是您唯一剩下的选择。 - Rich O'Kelly