C#产生指定范围随机数（整数、小数、字符、布尔，相对不重复的和唯一的）的几种方法
在 C# 中，一般都用 Random 产生随机数，它可任意指定产生随机数范围。
Random 结合数组，可以产生一些特殊范围的随机数，以满足特殊的需要。如果在循环中产生随机数，由于间隔时间短，每次产生的随机数都一样，需要先生成种子（有 3 种方法），再用该种子产生随机数，或者锁住 Random 对象，这样才能减少产生随机数的重复率。如果要产生唯一的随机数（有 4 种方法），需要用数组或检查已产生随机数是否重复的办法。
一、用 Random 产生指定范围随机数（整数随机数）
1、产生指定上限的随机数（如产生100以内的随机数）
Random ran = new Random();
int n = ran.Next(100);
2、产生指定上下限的随机数（如产生100到1000的随机数）
Random ran = new Random();
int n = ran.Next(100, 1000);
二、用 Random 结合数组产生指定范围随机数（字符和布尔随机数）
在某些情况下，随机数只能取一些特殊指定的值，如不连续的数字或指定的一些单词等，此时仅用 Random 无法达到要求，必须借住数组才能实现。
实现思路大概是这样：先把这些特殊的值存到数组中，然后把数组的长度作为 Random 的上限产生随机数，此随机数正是数组的下标，根据该下标取得数组的值。
（一）产生字符随机数
1、产生不连续或指定值的随机数
public string GetRandom(string[] arr)
{
Random ran = new Random();
int n = ran.Next(arr.Length - 1);
return arr[n];
}
//调用方法：
string[] arr = { "25", "28", "30", "50", "60" };
GetRandom(arr);
2、生成保留指定小数位数（例如 2 位）的随机数
假如要用指定单词作为随机数的取值，代码实现跟上例相同，所不同的仅是随机数的取值，所以只要定义一个单词数组直接调用上面代码即可。
调用方法：
string[] arr = { "red", "green", "blue", "orange", "white" };
GetRandom(arr);
（二）产生布尔随机数
public bool GenerateBoolRandom()
{
bool[] arr = { true, false };
Random ran = new Random();
return arr[ran.Next(2)];
}
//调用方法：
Response.Write(GenerateBoolRandom());// 结果 true
三、用 Random 产生小数随机数
在默认情况下，C# 只能产生任意小数随机数，如果要产生指定范围小数随机数，需要自己写代码。写代码时，既可以把它们封装到一个方法中又可以封装到一个类中，后者可重载 C# 的 NextDouble() 方法。
1、把代码封装到一个方法
A、生成小数随机数
public double NextDouble(Random ran, double minValue, double maxValue)
{
return ran.NextDouble() * (maxValue - minValue) + minValue;
}
//调用：
Random ran = new Random();
double randNum = NextDouble(ran, 1.52, 2.65);
Response.Write(randNum);// 结果 2.30927768119112
B、生成保留指定小数位数（例如 2 位）的随机数
public double NextDouble(Random ran, double minValue, double maxValue, int decimalPlace)
{
double randNum = ran.NextDouble() * (maxValue - minValue) + minValue;
return Convert.ToDouble(randNum.ToString("f" + decimalPlace));
}
//调用：
Random ran = new Random();
double randNum = NextDouble(ran, 5.16, 8.68, 2);// 保留两位小数
Response.Write(randNum);// 结果 8.46
2、把代码封装到一个类
using System;
using System.Text;
public static class RandomDoubleRange
{
public static double NextDouble(this Random ran, double minValue, double maxValue)
{
return ran.NextDouble() * (maxValue - minValue) + minValue;
}
public static double NextDouble(this Random ran, double minValue, double maxValue, int decimalPlace)
{
double randNum = ran.NextDouble() * (maxValue - minValue) + minValue;
return Convert.ToDouble(randNum.ToString("f" + decimalPlace));
}
}
//调用：
Random ran = new Random();
double randNum1 = ran.NextDouble(5.16, 8.68);
double randNum2 = ran.NextDouble(5.16, 8.68, 2);//保留两位小数
Response.Write(randNum1 + "; " + randNum2);//结果 7.41055195257559; 6.69
四、产生相对不重复的随机数
当在一个循环中生成随机数，由于生成随机数的时间间隔比较短，容易产生重复的随机数，如果要产生不重复的随机数，需要用种子或把随机数对象锁住，以下是它们的实现方法。
1、用种子产生相对不重复的随机数
生成种子方法一：
public static int GenerateRandomSeed()
{
return (int)DateTime.Now.Ticks;
}
//产生 1 到 10 的随机数为：2, 5, 2, 5, 7, 3, 4, 4, 6, 3
生成种子方法二：
using System.Text.RegularExpressions;
public static int GenerateRandomSeed()
{
return Convert.ToInt32(Regex.Match(Guid.NewGuid().ToString(), @"\d+").Value);
}
//产生 1 到 10 的随机数为：1, 7, 4, 9, 8, 1, 8, 7, 9, 8
生成种子方法三：
using System.Security.Cryptography;
public static int GenerateRandomSeed()
{
byte[] bytes = new byte[4];
RNGCryptoServiceProvider rngCSP = new RNGCryptoServiceProvider();
rngCSP.GetBytes(bytes);
return BitConverter.ToInt32(bytes, 0);
}
//产生 1 到 10 的随机数为：4, 8, 7, 2, 6, 7, 6, 5, 5, 7
产生指定数目的随机数并存到数组：
// randNum 为产生随机数的数目
public int[] GenerateRandom(int minValue, int maxValue, int randNum)
{
Random ran = new Random(GenerateRandomSeed());
int[] arr = new int[randNum];
for (int i = 0; i < randNum; i++)
{
arr[i] = ran.Next(minValue, maxValue);
}
return arr;
}
//调用方法：
int[] arr = GenerateRandom(1, 10, 10);
string temp = string.Empty;
for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
{
temp += arr[i].ToString() + ", ";
}
Response.Write(temp);
2、通过锁住 Random 对象产生相对不重复的随机数
产生随机数：
public int GenerateRandom(Random ran, int minValue, int maxValue)
{
lock (ran) // 锁住 Random 对象
{
return ran.Next(minValue, maxValue);
}
}
//调用：
int[] arr = new int[5];
Random ran = new Random();
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
arr[i] = GenerateRandom(ran, 1, 10);// 结果 5, 7, 2, 5, 2
}
五、生成绝对不重复的指定范围的随机数
1、方法一：先生成一个索引数组，再把产生的随机数作为索引从该数组中取一个数作为随机数。
生成随机数：
// n 为生成随机数个数
public int[] GenerateUniqueRandom(int minValue, int maxValue, int n)
{
//如果生成随机数个数大于指定范围的数字总数，则最多只生成该范围内数字总数个随机数
if (n > maxValue - minValue + 1)
n = maxValue - minValue + 1;
int maxIndex = maxValue - minValue + 2;// 索引数组上限
int[] indexArr = new int[maxIndex];
for (int i = 0; i < maxIndex; i++)
{
indexArr[i] = minValue - 1;
minValue++;
}
Random ran = new Random();
int[] randNum = new int[n];
int index;
for (int j = 0; j < n; j++)
{
index = ran.Next(1, maxIndex - 1);// 生成一个随机数作为索引
//根据索引从索引数组中取一个数保存到随机数数组
randNum[j] = indexArr[index];
// 用索引数组中最后一个数取代已被选作随机数的数
indexArr[index] = indexArr[maxIndex - 1];
maxIndex--; //索引上限减 1
}
return randNum;
}
//调用方法：
GenerateUniqueRandom(1, 10, 10);// 结果 9, 5, 10, 1, 7, 3, 2, 4, 6, 8
GenerateUniqueRandom(1, 10, 5);// 结果 3, 7, 6, 1, 9
2、方法二：用 do...while 循环来生成不重复的随机数，用 for 循环来检查产生的随机数是否重复，只有不重复的随机数才保存到数组。
生成随机数：
// n 生成随机数个数
public int[] GenerateUniqueRandom(int minValue, int maxValue, int n)
{
// Random.Nex(1, 10) 只能产生到 9 的随机数，若要产生到 10 的随机数， maxValue 要加 1
maxValue++;
// Random.Nex(1, 10) 只能产生 9 个随机数，因此 n 不能大于 10 - 1
if (n > maxValue - minValue)
n = maxValue - minValue;
int[] arr = new int[n];
Random ran = new Random((int)DateTime.Now.Ticks);
bool flag = true;
for (int i = 0; i < n; i++)
{
do
{
int val = ran.Next(minValue, maxValue);
if (!IsDuplicates(ref arr, val))
{
arr[i] = val;
flag = false;
}
} while (flag);
if (!flag)
flag = true;
}
return arr;
}
// 查检当前生成的随机数是否重复
public bool IsDuplicates(ref int[] arr, int currRandNum)
{
bool flag = false;
for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
{
if (arr[i] == currRandNum)
{
flag = true;
break;
}
}
return flag;
}
//调用方法：
int[] arr = GenerateUniqueRandom(1, 10, 10);// 生成 10 个 1 到 10 的随机数
for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
Response.Write(arr[i] + ", ");// 结果 10, 7, 9, 4, 3, 5, 1, 2, 6, 8
GenerateUniqueRandom(1, 10, 5);// 生成 5 个 1 到 10 的随机数，结果 9, 1, 7, 2, 10
3、方法三：用 do...while 循环来检查产生的随机数是否重复，只有不重复的随机数才保存到哈希表。
生成随机数：
using System.Collections;
// n 为生成随机数个数
public Hashtable GenerateUniqueRandom(int minValue, int maxValue, int n)
{
// Random.Next(1, 10) 只能产生到 9 的随机数，若要产生到 10 的随机数，maxValue 要加 1
maxValue++;
// Random.Next(1, 10) 只能产生 9 个随机数，因此 n 不能大于 10 - 1
if (n > maxValue - minValue)
n = maxValue - minValue;
Hashtable ht = new Hashtable();
Random ran = new Random((int)DateTime.Now.Ticks);
bool flag = true;
for (int i = 0; i < n; i++)
{
do
{
int val = ran.Next(minValue, maxValue);
if (!ht.ContainsValue(val))
{
ht.Add(i, val);
flag = false;
}
} while (flag);
if (!flag)
flag = true;
}
return ht;
}
//调用方法：
Hashtable ht = GenerateUniqueRandom(1, 10, 10);// 生成 10 个 1 到 10 的随机数
foreach (DictionaryEntry de in ht)
Response.Write(de.Value.ToString() + ", ");// 结果 10, 7, 9, 4, 3, 5, 1, 2, 6, 8
GenerateUniqueRandom(1, 10, 5);// 生成 5 个 1 到 10 的随机数，结果 4, 10, 9, 7, 6
4、方法四：用 Linq 生成不重复的随机数
生成随机数：
using System.Linq;
public IEnumerable<int>
GenerateNoDuplicateRandom(int minValue, int maxValue)
{
return Enumerable.Range(minValue, maxValue).OrderBy(g => Guid.NewGuid());
}
//调用方法：
IEnumerable<int> list = GenerateNoDuplicateRandom(1, 10);
string str = string.Empty;
foreach (int item in list)
{
str += item.ToString() + ", ";
}
Response.Write(str);// 结果 5, 2, 10, 1, 7, 6, 8, 3, 9, 4
以上几种产生指定随机数的方法，都通过测试，可根据实际开发需要灵活选择，一般情况都是直接用 Random 就可以了。
