为什么 Random() 不是真正的随机？

Question

可能是重复问题：
为什么这个随机数生成器不随机？

我有这个测试程序：

static void Main(string[] args)
{
    var randomNumbers = new Dictionary<int, int>();
    foreach (var s in Enumerable.Range(1, 500))
    {
        var rand = Rand5();
        if (!randomNumbers.ContainsKey(rand))
            randomNumbers.Add(rand, 1);
        else
            randomNumbers[rand] += 1;
    }

    randomNumbers
        .ToList()
        .ForEach(x => Console.WriteLine("{0}: {1}", x.Key, x.Value));
    Console.ReadLine();
}

static int Rand5()
{
    System.Threading.Thread.Sleep(1);
    return new Random().Next(1, 6);
}

如果我注释掉System.Threading.Thread.Sleep(1);，那么我会得到：

5: 500

但是如果我取消注释那一行，就会得到随机数。

2: 87
4: 94
1: 116
5: 108
3: 95

为什么代码行很重要？谢谢！

- bla

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我猜标记这样的问题为重复可能是徒劳无功的，因为大约三分之一的所有随机标记的问题都是相同的问题。 - Joey

Answer 1

Random类型默认根据当前系统时间进行种子生成，但该时间粒度是有限的。如果快速连续地调用new Random().Next(1, 6)，则会构造许多具有相同种子值的Random对象，从而产生相同的结果。通过调用Thread.Sleep(1)，可以解决这个问题，它可以简单地将构造间隔开一段时间，增加不同种子值的概率。

你需要保留一个特定的Random对象，以便在每次调用之间使用。

var randomNumbers = new Dictionary<int, int>();
var random = new Random(); // Re-use this, don't keep creating new ones.
foreach (var s in Enumerable.Range(1, 500))
{
    var rand = random.Next(1, 6);
    // ...

- Dan Tao

Answer 2

正如其他人所说，new Random() 会将随机数生成器的种子设置为当前系统时间。

我有一篇文章详细描述了这一点，并提供了解决问题的方法，你可能会觉得有用。基本上，你需要多次使用相同的 Random 实例 - 但请注意它不是线程安全的。

- Jon Skeet

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感谢您详细解答我的问题。顺便说一下，我正在阅读您的《C#深入剖析2》 :) - bla

哇，这是一篇很棒的文章。我比10分钟前更好地理解了这个问题。 - Justin Morgan

这就是为什么我希望 System.Random 是一个静态单例，延迟初始化的原因。 - Jonathon Reinhart

Answer 3

因为它使用时钟作为生成数字的种子，当你以这种方式生成随机数时，会得到相同的数字。

- Jahan Zinedine

Answer 4

随机数生成器部分基于系统时钟，而C#生成随机数的速度太快了...

- Sparky

Answer 5

如果您不种子随机数，那么您会得到与 Random 是伪随机生成器相同的数字。

通过使用 Thread.Sleep(1)，您允许计时器前进并生成新的自动生成种子。

一种“修复”的方法是创建 1 个随机对象并重用它（就像其他一些人也回答的那样），或者使用不同的随机生成器。

更多信息请参见 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ctssatww.aspx。

- Tom Vervoort

Answer 6

你使用的任何随机数生成器都是伪随机数。它总是具有预定义的种子值，适用于测试，但不适用于实现真正随机性的特征。

你应该使用准随机数序列来生成随机数，或者更好的是使用马尔科夫链来生成最佳随机数。如果你计划使用其中一个随机函数，你将无法获得真正的随机性。

- Chinmoy