将C#迁移到Python - 随机类

Question

我需要将一些C#代码迁移到Python中。原始代码使用了 Random 类。迁移后的代码必须保证循环精度（即连续调用 Next() 方法在两种代码中产生相同的结果）。以下是一些问题：

• 在Python中，是否有与 C# 的 Random 相当的调用等效方法？
• 换句话说，假设我可以修改两个源代码，是否有一个伪随机库适用于 C# 和 Python 两种语言？

- bavaza

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为两种语言编写自己的伪随机数生成器。 - David Heffernan

Answer 1

我知道这是一个旧问题，但最终我需要解决这个问题。我最终在Python中实现了C#的Random类。只要您不需要大于2147483647的随机数，它就可以工作。我最终没有需要该功能，因此我将其未实现。

https://gist.github.com/BadStreff/541cf2e6953b3c666f83127a1d4f6a47

from ctypes import *
# implemented from:
# http://referencesource.microsoft.com/#mscorlib/system/random.cs,dec894a7e816e665
class Random(object):
    def __init__(self, seed):
        self.seed = c_int(seed).value
        self.MBIG = 2147483647
        self.MMIN = -2147483648
        self.MZ = 0
        self.MSEED = 161803398
        self.SeedArray = [0] * 56

        if seed == self.MMIN:
            subtraction = self.MBIG
        else:
            subtraction = abs(seed)

        mj = c_int(self.MSEED - subtraction).value
        self.SeedArray[55] = mj
        mk = 1
        for i in range(1, 55):
            ii = (21 * i) % 55
            self.SeedArray[ii] = mk
            mk = mj - mk
            if mk < 0:
                mk += self.MBIG
            mj = self.SeedArray[ii]
        for k in range(1, 5):
            for i in range(1, 56):
                self.SeedArray[i] -= self.SeedArray[1 + (i + 30) % 55]
                if self.SeedArray[i] < 0:
                    self.SeedArray[i] = c_int(self.SeedArray[i] + self.MBIG).value
        self.inext = 0
        self.inextp = 21
        self.seed = 1

    def InternalSample(self):
        locINext = self.inext + 1
        locINextp = self.inextp + 1

        if locINext >= 56:
            locINext = 1
        if locINextp >= 56:
            locINextp = 1

        retVal = c_int(self.SeedArray[locINext] - self.SeedArray[locINextp]).value
        if retVal == self.MBIG:
            retVal -= 1
        if retVal < 0:
            retVal = c_int(retVal + self.MBIG).value
        self.SeedArray[locINext] = retVal
        self.inext = locINext
        self.inextp = locINextp
        return retVal

    def Next(self, minValue=None, maxValue=None):
        if minValue == None:
            return self.InternalSample()
        valRange = maxValue - minValue
        if valRange <= self.MBIG:
            return int(c_float(self.Sample() * valRange).value) + minValue
        else:
            return self.GetSampleForLargeRange() * valRange + minValue

    def GetSampleRangeForLargeRange(self):
        pass

    def Sample(self):
        s = self.InternalSample()
        ret = c_double(s * c_double(1.0/self.MBIG).value).value
        # print(f'sample: {s}\nret: {ret}')
        return ret

- BadStreff

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请在此处发布您的实现，以防gist被删除或链接失效。 - Adam

Answer 2

我不知道有哪个库可以同时用于Python和C#，并且为两者生成相同的随机数。但是，您可以利用IronPython。默认的Random实现在IronPython和CPython之间有所不同，但WichmannHill类不会。

您可以使用C#在IronPython中实例化WichmannHill类，并获得与相同种子的CPython相同的值。或者，您可以通过翻译random.py中的Python代码，相对容易地在C#中实现Wichmann-Hill算法。

另一个选择是采用Random的Mersenne Twister算法的CPython实现，并将其翻译成C#以获得相同的结果。

- Gabe

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我支持使用梅森旋转算法。相比内置的随机数生成器Random()（至少对于c#而言，我不知道IronPython），它是一个更好的随机数生成器。但是不要将其（或者Random()）用于加密。 - Matthew Watson