System.Random クラス
この記事では、この API のリファレンス ドキュメントへの補足的な解説を提供します。
Random クラスは擬似乱数ジェネレーターを表します。これは、ランダム性に関する特定の統計的要件を満たす一連の数値を生成するアルゴリズムです。
擬似乱数は、有限の数値セットから等しい確率で選択されます。 数学的アルゴリズムを使用して選択するため、選択された数値は完全にランダムではありませんが、実用的な目的で十分にランダムです。 Random クラスの実装は、Donald E. Knuth の減算乱数ジェネレーター アルゴリズムの変更されたバージョンに基づいています。 詳細については、D. E. Knuth を参照してください。 コンピュータプログラミングの芸術、第2巻:半数値アルゴリズム。 Addison-Wesley、Reading、MA、第 3 版、1997 年。
ランダム なパスワードの作成に適した乱数など、暗号で保護された乱数を生成するには、 System.Security.Cryptography.RandomNumberGenerator クラスのいずれかの静的メソッドを使用します。
乱数ジェネレーターをインスタンス化する
乱数ジェネレーターをインスタンス化するには、シード値 (擬似乱数生成アルゴリズムの開始値) を Random クラス コンストラクターに提供します。 シード値は、明示的または暗黙的に指定できます。
- Random(Int32) コンストラクターは、指定した明示的なシード値を使用します。
- Random() コンストラクターは、既定のシード値を使用します。 これは、乱数ジェネレーターをインスタンス化する最も一般的な方法です。
.NET Framework では、既定のシード値は時間に依存します。 .NET Core では、既定のシード値はスレッド静的擬似乱数ジェネレーターによって生成されます。
同じシードを個別の Random オブジェクトに使用すると、同じ一連の乱数が生成されます。 これは、ランダムな値を処理するテスト スイートを作成したり、乱数からデータを派生させるゲームを再生したりする場合に便利です。 ただし、異なるバージョンの .NET Framework で実行されているプロセス内の Random オブジェクトは、同じシード値でインスタンス化されている場合でも、異なる乱数のシリーズを返す可能性があることに注意してください。
さまざまな乱数のシーケンスを生成するには、シード値を時間依存にして、 Randomの新しいインスタンスごとに異なる系列を生成できます。 パラメーター化された Random(Int32) コンストラクターは、現在の時刻のティック数に基づいて Int32 値を受け取ることができますが、パラメーターなしの Random() コンストラクターはシステム クロックを使用してそのシード値を生成します。 ただし、.NET Framework でのみ、クロックには有限の解像度があるため、パラメーターなしのコンストラクターを使用して異なる Random オブジェクトを連続して作成すると、同じ乱数シーケンスを生成する乱数ジェネレーターが作成されます。 次の例は、.NET Framework アプリケーションで連続してインスタンス化された 2 つの Random オブジェクトが、同じ一連の乱数を生成する方法を示しています。 ほとんどの Windows システムでは、15 ミリ秒以内に作成された Random オブジェクトのシード値が同じである可能性があります。
byte[] bytes1 = new byte[100];
byte[] bytes2 = new byte[100];
Random rnd1 = new Random();
Random rnd2 = new Random();
rnd1.NextBytes(bytes1);
rnd2.NextBytes(bytes2);
Console.WriteLine("First Series:");
for (int ctr = bytes1.GetLowerBound(0);
ctr <= bytes1.GetUpperBound(0);
ctr++) {
Console.Write("{0, 5}", bytes1[ctr]);
if ((ctr + 1) % 10 == 0) Console.WriteLine();
}
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Second Series:");
for (int ctr = bytes2.GetLowerBound(0);
ctr <= bytes2.GetUpperBound(0);
ctr++) {
Console.Write("{0, 5}", bytes2[ctr]);
if ((ctr + 1) % 10 == 0) Console.WriteLine();
}
// The example displays output like the following:
// First Series:
// 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
// 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
// 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
// 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
// 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
// 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
// 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
// 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
// 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
// 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
//
// Second Series:
// 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
// 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
// 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
// 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
// 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
// 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
// 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
// 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
// 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
// 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
let bytes1 = Array.zeroCreate 100
let bytes2 = Array.zeroCreate 100
let rnd1 = Random()
let rnd2 = Random()
rnd1.NextBytes bytes1
rnd2.NextBytes bytes2
printfn "First Series"
for i = bytes1.GetLowerBound 0 to bytes1.GetUpperBound 0 do
printf "%5i" bytes1.[i]
if (i + 1) % 10 = 0 then printfn ""
printfn ""
printfn "Second Series"
for i = bytes2.GetLowerBound 0 to bytes2.GetUpperBound 0 do
printf "%5i" bytes2.[i]
if (i + 1) % 10 = 0 then printfn ""
// The example displays output like the following:
// First Series:
// 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
// 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
// 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
// 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
// 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
// 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
// 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
// 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
// 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
// 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
//
// Second Series:
// 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
// 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
// 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
// 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
// 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
// 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
// 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
// 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
// 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
// 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
Module modMain
Public Sub Main()
Dim bytes1(99), bytes2(99) As Byte
Dim rnd1 As New Random()
Dim rnd2 As New Random()
rnd1.NextBytes(bytes1)
rnd2.NextBytes(bytes2)
Console.WriteLine("First Series:")
For ctr As Integer = bytes1.GetLowerBound(0) to bytes1.GetUpperBound(0)
Console.Write("{0, 5}", bytes1(ctr))
If (ctr + 1) Mod 10 = 0 Then Console.WriteLine()
Next
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("Second Series:")
For ctr As Integer = bytes2.GetLowerBound(0) to bytes2.GetUpperBound(0)
Console.Write("{0, 5}", bytes2(ctr))
If (ctr + 1) Mod 10 = 0 Then Console.WriteLine()
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' First Series:
' 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
' 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
' 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
' 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
' 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
' 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
' 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
' 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
' 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
' 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
'
' Second Series:
' 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
' 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
' 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
' 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
' 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
' 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
' 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
' 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
' 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
' 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
この問題を回避するには、複数のオブジェクトではなく、1 つの Random オブジェクトを作成します。 .NET Core の Random クラスには、この制限はありません。
複数のインスタンス化を回避する
.NET Framework では、厳密なループまたは連続して 2 つの乱数ジェネレーターを初期化すると、同じ乱数シーケンスを生成できる 2 つの乱数ジェネレーターが作成されます。 乱数ジェネレーターのインスタンス化と初期化は比較的高価なプロセスであるため、ほとんどの場合、これは開発者の意図ではなく、パフォーマンスの問題につながる可能性があります。
パフォーマンスを向上させ、同じ数値シーケンスを生成する個別の乱数ジェネレーターを誤って作成しないようにするために、1 つの乱数を生成する新しいRandom オブジェクトを作成するのではなく、時間の経過と共に多数の乱数を生成する 1 つのRandom オブジェクトを作成することをお勧めします。
ただし、 Random クラスはスレッド セーフではありません。 複数のスレッドから Random メソッドを呼び出す場合は、次のセクションで説明するガイドラインに従ってください。
スレッド セーフ
個々の Random オブジェクトをインスタンス化する代わりに、単一の Random インスタンスを作成して、アプリに必要なすべての乱数を生成することをお勧めします。 ただし、 Random オブジェクトはスレッド セーフではありません。 アプリが複数のスレッドから Random メソッドを呼び出す場合は、同期オブジェクトを使用して、一度に 1 つのスレッドのみが乱数ジェネレーターにアクセスできるようにする必要があります。 スレッド セーフな方法で Random オブジェクトに確実にアクセスできない場合、乱数を返すメソッドの呼び出しは 0 を返します。
次の例では、C# lock ステートメント F# lock 関数 Visual Basic SyncLock ステートメントを使用して スレッド セーフな方法で 11 個のスレッドから 11 個の乱数ジェネレーターにアクセスできるようにします。 各スレッドは 200 万個の乱数を生成し、生成された乱数の数をカウントして合計を計算し、実行が完了したときにすべてのスレッドの合計を更新します。
using System;
using System.Threading;
public class Example13
{
[ThreadStatic] static double previous = 0.0;
[ThreadStatic] static int perThreadCtr = 0;
[ThreadStatic] static double perThreadTotal = 0.0;
static CancellationTokenSource source;
static CountdownEvent countdown;
static Object randLock, numericLock;
static Random rand;
double totalValue = 0.0;
int totalCount = 0;
public Example13()
{
rand = new Random();
randLock = new Object();
numericLock = new Object();
countdown = new CountdownEvent(1);
source = new CancellationTokenSource();
}
public static void Main()
{
Example13 ex = new Example13();
Thread.CurrentThread.Name = "Main";
ex.Execute();
}
private void Execute()
{
CancellationToken token = source.Token;
for (int threads = 1; threads <= 10; threads++)
{
Thread newThread = new Thread(this.GetRandomNumbers);
newThread.Name = threads.ToString();
newThread.Start(token);
}
this.GetRandomNumbers(token);
countdown.Signal();
// Make sure all threads have finished.
countdown.Wait();
source.Dispose();
Console.WriteLine("\nTotal random numbers generated: {0:N0}", totalCount);
Console.WriteLine("Total sum of all random numbers: {0:N2}", totalValue);
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}", totalValue / totalCount);
}
private void GetRandomNumbers(Object o)
{
CancellationToken token = (CancellationToken)o;
double result = 0.0;
countdown.AddCount(1);
try
{
for (int ctr = 0; ctr < 2000000; ctr++)
{
// Make sure there's no corruption of Random.
token.ThrowIfCancellationRequested();
lock (randLock)
{
result = rand.NextDouble();
}
// Check for corruption of Random instance.
if ((result == previous) && result == 0)
{
source.Cancel();
}
else
{
previous = result;
}
perThreadCtr++;
perThreadTotal += result;
}
Console.WriteLine("Thread {0} finished execution.",
Thread.CurrentThread.Name);
Console.WriteLine("Random numbers generated: {0:N0}", perThreadCtr);
Console.WriteLine("Sum of random numbers: {0:N2}", perThreadTotal);
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}\n", perThreadTotal / perThreadCtr);
// Update overall totals.
lock (numericLock)
{
totalCount += perThreadCtr;
totalValue += perThreadTotal;
}
}
catch (OperationCanceledException e)
{
Console.WriteLine("Corruption in Thread {1}", e.GetType().Name, Thread.CurrentThread.Name);
}
finally
{
countdown.Signal();
}
}
}
// The example displays output like the following:
// Thread 6 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,491.05
// Random number mean: 0.5002
//
// Thread 10 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,329.64
// Random number mean: 0.4997
//
// Thread 4 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,166.89
// Random number mean: 0.5001
//
// Thread 8 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,628.37
// Random number mean: 0.4998
//
// Thread Main finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,920.89
// Random number mean: 0.5000
//
// Thread 3 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,370.45
// Random number mean: 0.4997
//
// Thread 7 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,330.92
// Random number mean: 0.4997
//
// Thread 9 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,172.79
// Random number mean: 0.5001
//
// Thread 5 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,079.43
// Random number mean: 0.5000
//
// Thread 1 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,817.91
// Random number mean: 0.4999
//
// Thread 2 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,930.63
// Random number mean: 0.5000
//
//
// Total random numbers generated: 22,000,000
// Total sum of all random numbers: 10,998,238.98
// Random number mean: 0.4999
open System
open System.Threading
type Example() =
[<ThreadStatic; DefaultValue>]
static val mutable private previous : float
[<ThreadStatic; DefaultValue>]
static val mutable private perThreadCtr : int
[<ThreadStatic; DefaultValue>]
static val mutable private perThreadTotal : float
static let source = new CancellationTokenSource()
static let countdown = new CountdownEvent(1)
static let randLock = obj ()
static let numericLock = obj ()
static let rand = Random()
let mutable totalValue = 0.0
let mutable totalCount = 0
member _.GetRandomNumbers(token: CancellationToken) =
let mutable result = 0.0
countdown.AddCount 1
try
try
for _ = 0 to 1999999 do
// Make sure there's no corruption of Random.
token.ThrowIfCancellationRequested()
lock randLock (fun () ->
result <- rand.NextDouble() )
// Check for corruption of Random instance.
if result = Example.previous && result = 0.0 then
source.Cancel()
else
Example.previous <- result
Example.perThreadCtr <- Example.perThreadCtr + 1
Example.perThreadTotal <- Example.perThreadTotal + result
// Update overall totals.
lock numericLock (fun () ->
// Show result.
printfn "Thread %s finished execution." Thread.CurrentThread.Name
printfn $"Random numbers generated: {Example.perThreadCtr:N0}"
printfn $"Sum of random numbers: {Example.perThreadTotal:N2}"
printfn $"Random number mean: {(Example.perThreadTotal / float Example.perThreadCtr):N4}\n"
// Update overall totals.
totalCount <- totalCount + Example.perThreadCtr
totalValue <- totalValue + Example.perThreadTotal)
with :? OperationCanceledException as e ->
printfn "Corruption in Thread %s %s" (e.GetType().Name) Thread.CurrentThread.Name
finally
countdown.Signal() |> ignore
member this.Execute() =
let token = source.Token
for i = 1 to 10 do
let newThread = Thread(fun () -> this.GetRandomNumbers token)
newThread.Name <- string i
newThread.Start()
this.GetRandomNumbers token
countdown.Signal() |> ignore
countdown.Wait()
source.Dispose()
printfn $"\nTotal random numbers generated: {totalCount:N0}"
printfn $"Total sum of all random numbers: {totalValue:N2}"
printfn $"Random number mean: {(totalValue / float totalCount):N4}"
let ex = Example()
Thread.CurrentThread.Name <- "Main"
ex.Execute()
// The example displays output like the following:
// Thread 6 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,491.05
// Random number mean: 0.5002
//
// Thread 10 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,329.64
// Random number mean: 0.4997
//
// Thread 4 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,166.89
// Random number mean: 0.5001
//
// Thread 8 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,628.37
// Random number mean: 0.4998
//
// Thread Main finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,920.89
// Random number mean: 0.5000
//
// Thread 3 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,370.45
// Random number mean: 0.4997
//
// Thread 7 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,330.92
// Random number mean: 0.4997
//
// Thread 9 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,172.79
// Random number mean: 0.5001
//
// Thread 5 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,079.43
// Random number mean: 0.5000
//
// Thread 1 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,817.91
// Random number mean: 0.4999
//
// Thread 2 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,930.63
// Random number mean: 0.5000
//
//
// Total random numbers generated: 22,000,000
// Total sum of all random numbers: 10,998,238.98
// Random number mean: 0.4999
Imports System.Threading
Module Example15
<ThreadStatic> Dim previous As Double = 0.0
<ThreadStatic> Dim perThreadCtr As Integer = 0
<ThreadStatic> Dim perThreadTotal As Double = 0.0
Dim source As New CancellationTokenSource()
Dim countdown As New CountdownEvent(1)
Dim randLock As New Object()
Dim numericLock As New Object()
Dim rand As New Random()
Dim totalValue As Double = 0.0
Dim totalCount As Integer = 0
Public Sub Main()
Thread.CurrentThread.Name = "Main"
Dim token As CancellationToken = source.Token
For threads As Integer = 1 To 10
Dim newThread As New Thread(AddressOf GetRandomNumbers)
newThread.Name = threads.ToString()
newThread.Start(token)
Next
GetRandomNumbers(token)
countdown.Signal()
' Make sure all threads have finished.
countdown.Wait()
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("Total random numbers generated: {0:N0}", totalCount)
Console.WriteLine("Total sum of all random numbers: {0:N2}", totalValue)
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}", totalValue / totalCount)
End Sub
Private Sub GetRandomNumbers(o As Object)
Dim token As CancellationToken = CType(o, CancellationToken)
Dim result As Double = 0.0
countdown.AddCount(1)
Try
For ctr As Integer = 1 To 2000000
' Make sure there's no corruption of Random.
token.ThrowIfCancellationRequested()
SyncLock randLock
result = rand.NextDouble()
End SyncLock
' Check for corruption of Random instance.
If result = previous AndAlso result = 0 Then
source.Cancel()
Else
previous = result
End If
perThreadCtr += 1
perThreadTotal += result
Next
Console.WriteLine("Thread {0} finished execution.",
Thread.CurrentThread.Name)
Console.WriteLine("Random numbers generated: {0:N0}", perThreadCtr)
Console.WriteLine("Sum of random numbers: {0:N2}", perThreadTotal)
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}", perThreadTotal / perThreadCtr)
Console.WriteLine()
' Update overall totals.
SyncLock numericLock
totalCount += perThreadCtr
totalValue += perThreadTotal
End SyncLock
Catch e As OperationCanceledException
Console.WriteLine("Corruption in Thread {1}", e.GetType().Name, Thread.CurrentThread.Name)
Finally
countdown.Signal()
source.Dispose()
End Try
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Thread 6 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,491.05
' Random number mean: 0.5002
'
' Thread 10 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,329.64
' Random number mean: 0.4997
'
' Thread 4 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,166.89
' Random number mean: 0.5001
'
' Thread 8 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,628.37
' Random number mean: 0.4998
'
' Thread Main finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,920.89
' Random number mean: 0.5000
'
' Thread 3 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,370.45
' Random number mean: 0.4997
'
' Thread 7 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,330.92
' Random number mean: 0.4997
'
' Thread 9 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,172.79
' Random number mean: 0.5001
'
' Thread 5 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,079.43
' Random number mean: 0.5000
'
' Thread 1 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,817.91
' Random number mean: 0.4999
'
' Thread 2 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,930.63
' Random number mean: 0.5000
'
'
' Total random numbers generated: 22,000,000
' Total sum of all random numbers: 10,998,238.98
' Random number mean: 0.4999
この例では、次の方法でスレッド セーフを確保します。
- ThreadStaticAttribute属性は、生成された乱数の合計数と各スレッドの合計を追跡するスレッドローカル変数を定義するために使用されます。
- ロック (C# の
lockステートメント、F# のlock関数、Visual Basic のSyncLockステートメント) は、すべてのスレッドで生成されたすべての乱数の合計数と合計の変数へのアクセスを保護します。 - セマフォ ( CountdownEvent オブジェクト) は、他のすべてのスレッドが実行を完了するまでメイン スレッドがブロックされるようにするために使用されます。
- この例では、乱数生成メソッドに対する 2 つの連続する呼び出しが 0 を返すかどうかを判断することで、乱数ジェネレーターが破損しているかどうかを確認します。 破損が検出された場合、この例では CancellationTokenSource オブジェクトを使用して、すべてのスレッドを取り消す必要があることを通知します。
- 各乱数を生成する前に、各スレッドは CancellationToken オブジェクトの状態を確認します。 取り消しが要求された場合は、 CancellationToken.ThrowIfCancellationRequested メソッドを呼び出してスレッドを取り消します。
次の例は最初の例と同じですが、 Task オブジェクトとラムダ式を使用する点 Thread 異なります。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
public class Example15
{
static Object randLock, numericLock;
static Random rand;
static CancellationTokenSource source;
double totalValue = 0.0;
int totalCount = 0;
public Example15()
{
rand = new Random();
randLock = new Object();
numericLock = new Object();
source = new CancellationTokenSource();
}
public static async Task Main()
{
Example15 ex = new Example15();
Thread.CurrentThread.Name = "Main";
await ex.Execute();
}
private async Task Execute()
{
List<Task> tasks = new List<Task>();
for (int ctr = 0; ctr <= 10; ctr++)
{
CancellationToken token = source.Token;
int taskNo = ctr;
tasks.Add(Task.Run(() =>
{
double previous = 0.0;
int taskCtr = 0;
double taskTotal = 0.0;
double result = 0.0;
for (int n = 0; n < 2000000; n++)
{
// Make sure there's no corruption of Random.
token.ThrowIfCancellationRequested();
lock (randLock)
{
result = rand.NextDouble();
}
// Check for corruption of Random instance.
if ((result == previous) && result == 0)
{
source.Cancel();
}
else
{
previous = result;
}
taskCtr++;
taskTotal += result;
}
// Show result.
Console.WriteLine("Task {0} finished execution.", taskNo);
Console.WriteLine("Random numbers generated: {0:N0}", taskCtr);
Console.WriteLine("Sum of random numbers: {0:N2}", taskTotal);
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}\n", taskTotal / taskCtr);
// Update overall totals.
lock (numericLock)
{
totalCount += taskCtr;
totalValue += taskTotal;
}
},
token));
}
try
{
await Task.WhenAll(tasks.ToArray());
Console.WriteLine("\nTotal random numbers generated: {0:N0}", totalCount);
Console.WriteLine("Total sum of all random numbers: {0:N2}", totalValue);
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}", totalValue / totalCount);
}
catch (AggregateException e)
{
foreach (Exception inner in e.InnerExceptions)
{
TaskCanceledException canc = inner as TaskCanceledException;
if (canc != null)
Console.WriteLine("Task #{0} cancelled.", canc.Task.Id);
else
Console.WriteLine("Exception: {0}", inner.GetType().Name);
}
}
finally
{
source.Dispose();
}
}
}
// The example displays output like the following:
// Task 1 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,502.47
// Random number mean: 0.5003
//
// Task 0 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,445.63
// Random number mean: 0.5002
//
// Task 2 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,556.04
// Random number mean: 0.5003
//
// Task 3 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,178.87
// Random number mean: 0.5001
//
// Task 4 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,819.17
// Random number mean: 0.4999
//
// Task 5 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,190.58
// Random number mean: 0.5001
//
// Task 6 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,720.21
// Random number mean: 0.4999
//
// Task 7 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,000.96
// Random number mean: 0.4995
//
// Task 8 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,499.33
// Random number mean: 0.4997
//
// Task 9 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,193.25
// Random number mean: 0.5001
//
// Task 10 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,960.82
// Random number mean: 0.5000
//
//
// Total random numbers generated: 22,000,000
// Total sum of all random numbers: 11,000,067.33
// Random number mean: 0.5000
open System
open System.Threading
open System.Threading.Tasks
type Example() =
static let source = new CancellationTokenSource()
static let rand = Random()
static let randLock = obj ()
static let numericLock = obj ()
let mutable totalValue = 0.0
let mutable totalCount = 0
member _.Execute() =
use source = source // Dispose of the CancellationTokenSource when we're done with it.
let token = source.Token
let tasks =
[| for i = 0 to 10 do
Task.Run(
(fun () ->
let mutable previous = 0.0
let mutable taskCtr = 0
let mutable taskTotal = 0.0
let mutable result = 0.0
for _ = 1 to 2000000 do
// Make sure there's no corruption of Random.
token.ThrowIfCancellationRequested()
lock randLock (fun () -> result <- rand.NextDouble())
// Check for corruption of Random instance.
if result = previous && result = 0.0 then
source.Cancel()
else
previous <- result
taskCtr <- taskCtr + 1
taskTotal <- taskTotal + result
lock numericLock (fun () ->
// Show result.
printfn "Task %i finished execution." i
printfn $"Random numbers generated: {taskCtr:N0}"
printfn $"Sum of random numbers: {taskTotal:N2}"
printfn $"Random number mean: {(taskTotal / float taskCtr):N4}\n"
// Update overall totals.
totalCount <- totalCount + taskCtr
totalValue <- totalValue + taskTotal)),
token
) |]
try
// Run tasks with F# Async.
Task.WhenAll tasks
|> Async.AwaitTask
|> Async.RunSynchronously
printfn $"\nTotal random numbers generated: {totalCount:N0}"
printfn $"Total sum of all random numbers: {totalValue:N2}"
printfn $"Random number mean: {(totalValue / float totalCount):N4}"
with
| :? AggregateException as e ->
for inner in e.InnerExceptions do
match inner with
| :? TaskCanceledException as canc ->
if canc <> null then
printfn $"Task #{canc.Task.Id} cancelled"
else
printfn $"Exception: {inner.GetType().Name}"
| _ -> ()
let ex = Example()
Thread.CurrentThread.Name <- "Main"
ex.Execute()
// The example displays output like the following:
// Task 1 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,502.47
// Random number mean: 0.5003
//
// Task 0 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,445.63
// Random number mean: 0.5002
//
// Task 2 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,556.04
// Random number mean: 0.5003
//
// Task 3 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,178.87
// Random number mean: 0.5001
//
// Task 4 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,819.17
// Random number mean: 0.4999
//
// Task 5 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,190.58
// Random number mean: 0.5001
//
// Task 6 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,720.21
// Random number mean: 0.4999
//
// Task 7 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,000.96
// Random number mean: 0.4995
//
// Task 8 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,499.33
// Random number mean: 0.4997
//
// Task 9 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 1,000,193.25
// Random number mean: 0.5001
//
// Task 10 finished execution.
// Random numbers generated: 2,000,000
// Sum of random numbers: 999,960.82
// Random number mean: 0.5000
//
//
// Total random numbers generated: 22,000,000
// Total sum of all random numbers: 11,000,067.33
// Random number mean: 0.5000
Imports System.Collections.Generic
Imports System.Threading
Imports System.Threading.Tasks
Module Example16
Dim source As New CancellationTokenSource()
Dim randLock As New Object()
Dim numericLock As New Object()
Dim rand As New Random()
Dim totalValue As Double = 0.0
Dim totalCount As Integer = 0
Public Sub Main()
Dim tasks As New List(Of Task)()
For ctr As Integer = 1 To 10
Dim token As CancellationToken = source.Token
Dim taskNo As Integer = ctr
tasks.Add(Task.Run(
Sub()
Dim previous As Double = 0.0
Dim taskCtr As Integer = 0
Dim taskTotal As Double = 0.0
Dim result As Double = 0.0
For n As Integer = 1 To 2000000
' Make sure there's no corruption of Random.
token.ThrowIfCancellationRequested()
SyncLock randLock
result = rand.NextDouble()
End SyncLock
' Check for corruption of Random instance.
If result = previous AndAlso result = 0 Then
source.Cancel()
Else
previous = result
End If
taskCtr += 1
taskTotal += result
Next
' Show result.
Console.WriteLine("Task {0} finished execution.", taskNo)
Console.WriteLine("Random numbers generated: {0:N0}", taskCtr)
Console.WriteLine("Sum of random numbers: {0:N2}", taskTotal)
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}", taskTotal / taskCtr)
Console.WriteLine()
' Update overall totals.
SyncLock numericLock
totalCount += taskCtr
totalValue += taskTotal
End SyncLock
End Sub, token))
Next
Try
Task.WaitAll(tasks.ToArray())
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("Total random numbers generated: {0:N0}", totalCount)
Console.WriteLine("Total sum of all random numbers: {0:N2}", totalValue)
Console.WriteLine("Random number mean: {0:N4}", totalValue / totalCount)
Catch e As AggregateException
For Each inner As Exception In e.InnerExceptions
Dim canc As TaskCanceledException = TryCast(inner, TaskCanceledException)
If canc IsNot Nothing Then
Console.WriteLine("Task #{0} cancelled.", canc.Task.Id)
Else
Console.WriteLine("Exception: {0}", inner.GetType().Name)
End If
Next
Finally
source.Dispose()
End Try
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Task 1 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,502.47
' Random number mean: 0.5003
'
' Task 0 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,445.63
' Random number mean: 0.5002
'
' Task 2 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,556.04
' Random number mean: 0.5003
'
' Task 3 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,178.87
' Random number mean: 0.5001
'
' Task 4 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,819.17
' Random number mean: 0.4999
'
' Task 5 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,190.58
' Random number mean: 0.5001
'
' Task 6 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,720.21
' Random number mean: 0.4999
'
' Task 7 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,000.96
' Random number mean: 0.4995
'
' Task 8 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,499.33
' Random number mean: 0.4997
'
' Task 9 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 1,000,193.25
' Random number mean: 0.5001
'
' Task 10 finished execution.
' Random numbers generated: 2,000,000
' Sum of random numbers: 999,960.82
' Random number mean: 0.5000
'
'
' Total random numbers generated: 22,000,000
' Total sum of all random numbers: 11,000,067.33
' Random number mean: 0.5000
これは、次の点で最初の例とは異なります。
- 生成された乱数の数とその各タスクの合計を追跡する変数は、タスクに対してローカルであるため、 ThreadStaticAttribute 属性を使用する必要はありません。
- 静的 Task.WaitAll メソッドは、すべてのタスクが完了する前にメイン スレッドが完了しないようにするために使用されます。 CountdownEvent オブジェクトは必要ありません。
- タスクの取り消しの結果として発生する例外は、 Task.WaitAll メソッドに表示されます。 前の例では、各スレッドによって処理されます。
さまざまな種類の乱数を生成する
乱数ジェネレーターには、次の種類の乱数を生成できるメソッドが用意されています。
一連の Byte 値。 バイト値の数を決定するには、 NextBytes メソッドに返す要素の数に初期化された配列を渡します。 次の例では、20 バイトが生成されます。
Random rnd = new Random(); Byte[] bytes = new Byte[20]; rnd.NextBytes(bytes); for (int ctr = 1; ctr <= bytes.Length; ctr++) { Console.Write("{0,3} ", bytes[ctr - 1]); if (ctr % 10 == 0) Console.WriteLine(); } // The example displays output like the following: // 141 48 189 66 134 212 211 71 161 56 // 181 166 220 133 9 252 222 57 62 62let rnd = Random() let bytes = Array.zeroCreate 20 rnd.NextBytes bytes for i = 1 to bytes.Length do printf "%3i " bytes.[i - 1] if (i % 10 = 0) then printfn "" // The example displays output like the following: // 141 48 189 66 134 212 211 71 161 56 // 181 166 220 133 9 252 222 57 62 62Module Example9 Public Sub Main() Dim rnd As New Random() Dim bytes(19) As Byte rnd.NextBytes(bytes) For ctr As Integer = 1 To bytes.Length Console.Write("{0,3} ", bytes(ctr - 1)) If ctr Mod 10 = 0 Then Console.WriteLine() Next End Sub End Module ' The example displays output like the following: ' 141 48 189 66 134 212 211 71 161 56 ' 181 166 220 133 9 252 222 57 62 621 つの整数。 Next(Int32, Int32) メソッドを呼び出して、Next() メソッドを呼び出して 0 から最大値 (Int32.MaxValue - 1) に整数を、Next(Int32) メソッドを呼び出して 0 から特定の値までの整数を呼び出すか、または値の範囲内の整数を指定するかを選択できます。 パラメーター化されたオーバーロードでは、指定された最大値は排他的です。つまり、生成される実際の最大数は、指定された値より 1 未満です。
次の例では、 Next(Int32, Int32) メソッドを呼び出して、-10 から 10 の間で 10 個の乱数を生成します。 メソッドの 2 番目の引数は、メソッドによって返されるランダム値の範囲の排他的上限を指定します。 つまり、メソッドが返すことができる最大の整数は、この値より 1 小さい値です。
Random rnd = new Random(); for (int ctr = 0; ctr < 10; ctr++) { Console.Write("{0,3} ", rnd.Next(-10, 11)); } // The example displays output like the following: // 2 9 -3 2 4 -7 -3 -8 -8 5let rnd = Random() for i = 0 to 9 do printf "%3i " (rnd.Next(-10, 11)) // The example displays output like the following: // 2 9 -3 2 4 -7 -3 -8 -8 5Module Example11 Public Sub Main() Dim rnd As New Random() For ctr As Integer = 0 To 9 Console.Write("{0,3} ", rnd.Next(-10, 11)) Next End Sub End Module ' The example displays output like the following: ' 2 9 -3 2 4 -7 -3 -8 -8 5NextDouble メソッドを呼び出すことによって、0.0 から 1.0 未満までの 1 つの浮動小数点値。 メソッドによって返される乱数の排他的上限は 1 であるため、実際の上限は 0.99999999999999978 です。 次の例では、10 個のランダムな浮動小数点数が生成されます。
Random rnd = new Random(); for (int ctr = 0; ctr < 10; ctr++) { Console.Write("{0,-19:R} ", rnd.NextDouble()); if ((ctr + 1) % 3 == 0) Console.WriteLine(); } // The example displays output like the following: // 0.7911680553998649 0.0903414949264105 0.79776258291572455 // 0.615568345233597 0.652644504165577 0.84023809378977776 // 0.099662564741290441 0.91341467383942321 0.96018602045261581 // 0.74772306473354022let rnd = Random() for i = 0 to 9 do printf $"{rnd.NextDouble(),-19:R} " if (i + 1) % 3 = 0 then printfn "" // The example displays output like the following: // 0.7911680553998649 0.0903414949264105 0.79776258291572455 // 0.615568345233597 0.652644504165577 0.84023809378977776 // 0.099662564741290441 0.91341467383942321 0.96018602045261581 // 0.74772306473354022Module Example10 Public Sub Main() Dim rnd As New Random() For ctr As Integer = 0 To 9 Console.Write("{0,-19:R} ", rnd.NextDouble()) If (ctr + 1) Mod 3 = 0 Then Console.WriteLine() Next End Sub End Module ' The example displays output like the following: ' 0.7911680553998649 0.0903414949264105 0.79776258291572455 ' 0.615568345233597 0.652644504165577 0.84023809378977776 ' 0.099662564741290441 0.91341467383942321 0.96018602045261581 ' 0.74772306473354022
重要
Next(Int32, Int32)メソッドを使用すると、返される乱数の範囲を指定できます。 ただし、返される数値の上限を指定する maxValue パラメーターは、包括値ではなく排他的な値です。 つまり、メソッド呼び出し Next(0, 100) は、0 から 100 の間ではなく、0 ~ 99 の値を返します。
また、Random クラスを使用して、random ブール値の生成指定した範囲内の random 浮動小数点値の生成ランダムな 64 ビット整数の 生成配列またはコレクションから一意の要素を取得することもできます。
独自のアルゴリズムに置き換える
Random クラスから継承し、乱数生成アルゴリズムを提供することで、独自の乱数ジェネレーターを実装できます。 独自のアルゴリズムを提供するには、乱数生成アルゴリズムを実装する Sample メソッドをオーバーライドする必要があります。 また、 Next()、 Next(Int32, Int32)、および NextBytes メソッドをオーバーライドして、オーバーライドされた Sample メソッドを確実に呼び出す必要があります。 Next(Int32)メソッドとNextDoubleメソッドをオーバーライドする必要はありません。
Random クラスから派生し、既定の擬似乱数ジェネレーターを変更する例については、Sampleリファレンス ページを参照してください。
同じランダム値のシーケンスを取得する
ソフトウェア テスト シナリオやゲーム プレイ中に、同じ乱数シーケンスを生成したい場合があります。 同じ乱数シーケンスを使用してテストすると、回帰を検出し、バグ修正を確認できます。 ゲームで同じ乱数シーケンスを使用すると、以前のゲームを再生できます。
同じシード値を Random(Int32) コンストラクターに提供することで、同じ乱数のシーケンスを生成できます。 シード値は、擬似乱数生成アルゴリズムの開始値を提供します。 次の例では、任意のシード値として 100100 を使用して、 Random オブジェクトをインスタンス化し、20 個のランダムな浮動小数点値を表示し、シード値を保持します。 次に、シード値を復元し、新しい乱数ジェネレーターをインスタンス化し、同じ 20 個のランダム浮動小数点値を表示します。 この例では、異なるバージョンの .NET で実行すると、異なる一連の乱数が生成される場合があることに注意してください。
using System;
using System.IO;
public class Example12
{
public static void Main()
{
int seed = 100100;
ShowRandomNumbers(seed);
Console.WriteLine();
PersistSeed(seed);
DisplayNewRandomNumbers();
}
private static void ShowRandomNumbers(int seed)
{
Random rnd = new Random(seed);
for (int ctr = 0; ctr <= 20; ctr++)
Console.WriteLine(rnd.NextDouble());
}
private static void PersistSeed(int seed)
{
FileStream fs = new FileStream(@".\seed.dat", FileMode.Create);
BinaryWriter bin = new BinaryWriter(fs);
bin.Write(seed);
bin.Close();
}
private static void DisplayNewRandomNumbers()
{
FileStream fs = new FileStream(@".\seed.dat", FileMode.Open);
BinaryReader bin = new BinaryReader(fs);
int seed = bin.ReadInt32();
bin.Close();
Random rnd = new Random(seed);
for (int ctr = 0; ctr <= 20; ctr++)
Console.WriteLine(rnd.NextDouble());
}
}
// The example displays output like the following:
// 0.500193602172748
// 0.0209461245783354
// 0.465869495396442
// 0.195512794514891
// 0.928583675496552
// 0.729333720509584
// 0.381455668891527
// 0.0508996467343064
// 0.019261200921266
// 0.258578445417145
// 0.0177532266908107
// 0.983277184415272
// 0.483650274334313
// 0.0219647376900375
// 0.165910115077118
// 0.572085966622497
// 0.805291457942357
// 0.927985211335116
// 0.4228545699375
// 0.523320379910674
// 0.157783938645285
//
// 0.500193602172748
// 0.0209461245783354
// 0.465869495396442
// 0.195512794514891
// 0.928583675496552
// 0.729333720509584
// 0.381455668891527
// 0.0508996467343064
// 0.019261200921266
// 0.258578445417145
// 0.0177532266908107
// 0.983277184415272
// 0.483650274334313
// 0.0219647376900375
// 0.165910115077118
// 0.572085966622497
// 0.805291457942357
// 0.927985211335116
// 0.4228545699375
// 0.523320379910674
// 0.157783938645285
open System
open System.IO
let showRandomNumbers seed =
let rnd = Random seed
for _ = 0 to 20 do
printfn $"{rnd.NextDouble()}"
let persistSeed (seed: int) =
use bin = new BinaryWriter(new FileStream(@".\seed.dat", FileMode.Create))
bin.Write seed
let displayNewRandomNumbers () =
use bin = new BinaryReader(new FileStream(@".\seed.dat", FileMode.Open))
let seed = bin.ReadInt32()
let rnd = Random seed
for _ = 0 to 20 do
printfn $"{rnd.NextDouble()}"
let seed = 100100
showRandomNumbers seed
printfn ""
persistSeed seed
displayNewRandomNumbers ()
// The example displays output like the following:
// 0.500193602172748
// 0.0209461245783354
// 0.465869495396442
// 0.195512794514891
// 0.928583675496552
// 0.729333720509584
// 0.381455668891527
// 0.0508996467343064
// 0.019261200921266
// 0.258578445417145
// 0.0177532266908107
// 0.983277184415272
// 0.483650274334313
// 0.0219647376900375
// 0.165910115077118
// 0.572085966622497
// 0.805291457942357
// 0.927985211335116
// 0.4228545699375
// 0.523320379910674
// 0.157783938645285
//
// 0.500193602172748
// 0.0209461245783354
// 0.465869495396442
// 0.195512794514891
// 0.928583675496552
// 0.729333720509584
// 0.381455668891527
// 0.0508996467343064
// 0.019261200921266
// 0.258578445417145
// 0.0177532266908107
// 0.983277184415272
// 0.483650274334313
// 0.0219647376900375
// 0.165910115077118
// 0.572085966622497
// 0.805291457942357
// 0.927985211335116
// 0.4228545699375
// 0.523320379910674
// 0.157783938645285
Imports System.IO
Module Example14
Public Sub Main()
Dim seed As Integer = 100100
ShowRandomNumbers(seed)
Console.WriteLine()
PersistSeed(seed)
DisplayNewRandomNumbers()
End Sub
Private Sub ShowRandomNumbers(seed As Integer)
Dim rnd As New Random(seed)
For ctr As Integer = 0 To 20
Console.WriteLine(rnd.NextDouble())
Next
End Sub
Private Sub PersistSeed(seed As Integer)
Dim fs As New FileStream(".\seed.dat", FileMode.Create)
Dim bin As New BinaryWriter(fs)
bin.Write(seed)
bin.Close()
End Sub
Private Sub DisplayNewRandomNumbers()
Dim fs As New FileStream(".\seed.dat", FileMode.Open)
Dim bin As New BinaryReader(fs)
Dim seed As Integer = bin.ReadInt32()
bin.Close()
Dim rnd As New Random(seed)
For ctr As Integer = 0 To 20
Console.WriteLine(rnd.NextDouble())
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' 0.500193602172748
' 0.0209461245783354
' 0.465869495396442
' 0.195512794514891
' 0.928583675496552
' 0.729333720509584
' 0.381455668891527
' 0.0508996467343064
' 0.019261200921266
' 0.258578445417145
' 0.0177532266908107
' 0.983277184415272
' 0.483650274334313
' 0.0219647376900375
' 0.165910115077118
' 0.572085966622497
' 0.805291457942357
' 0.927985211335116
' 0.4228545699375
' 0.523320379910674
' 0.157783938645285
'
' 0.500193602172748
' 0.0209461245783354
' 0.465869495396442
' 0.195512794514891
' 0.928583675496552
' 0.729333720509584
' 0.381455668891527
' 0.0508996467343064
' 0.019261200921266
' 0.258578445417145
' 0.0177532266908107
' 0.983277184415272
' 0.483650274334313
' 0.0219647376900375
' 0.165910115077118
' 0.572085966622497
' 0.805291457942357
' 0.927985211335116
' 0.4228545699375
' 0.523320379910674
' 0.157783938645285
乱数の一意のシーケンスを取得する
Random クラスのインスタンスに異なるシード値を指定すると、各乱数ジェネレーターによって異なる値のシーケンスが生成されます。 シード値は、 Random(Int32) コンストラクターを明示的に呼び出すか、 Random() コンストラクターを呼び出すことによって暗黙的に指定できます。 ほとんどの開発者は、システム クロックを使用するパラメーターなしのコンストラクターを呼び出します。 次の例では、このアプローチを使用して、2 つの Random インスタンスをインスタンス化します。 各インスタンスには、一連の 10 個のランダムな整数が表示されます。
using System;
using System.Threading;
public class Example16
{
public static void Main()
{
Console.WriteLine("Instantiating two random number generators...");
Random rnd1 = new Random();
Thread.Sleep(2000);
Random rnd2 = new Random();
Console.WriteLine("\nThe first random number generator:");
for (int ctr = 1; ctr <= 10; ctr++)
Console.WriteLine(" {0}", rnd1.Next());
Console.WriteLine("\nThe second random number generator:");
for (int ctr = 1; ctr <= 10; ctr++)
Console.WriteLine(" {0}", rnd2.Next());
}
}
// The example displays output like the following:
// Instantiating two random number generators...
//
// The first random number generator:
// 643164361
// 1606571630
// 1725607587
// 2138048432
// 496874898
// 1969147632
// 2034533749
// 1840964542
// 412380298
// 47518930
//
// The second random number generator:
// 1251659083
// 1514185439
// 1465798544
// 517841554
// 1821920222
// 195154223
// 1538948391
// 1548375095
// 546062716
// 897797880
open System
open System.Threading
printfn "Instantiating two random number generators..."
let rnd1 = Random()
Thread.Sleep 2000
let rnd2 = Random()
printfn "\nThe first random number generator:"
for _ = 1 to 10 do
printfn $" {rnd1.Next()}"
printfn "\nThe second random number generator:"
for _ = 1 to 10 do
printfn $" {rnd2.Next()}"
// The example displays output like the following:
// Instantiating two random number generators...
//
// The first random number generator:
// 643164361
// 1606571630
// 1725607587
// 2138048432
// 496874898
// 1969147632
// 2034533749
// 1840964542
// 412380298
// 47518930
//
// The second random number generator:
// 1251659083
// 1514185439
// 1465798544
// 517841554
// 1821920222
// 195154223
// 1538948391
// 1548375095
// 546062716
// 897797880
Imports System.Threading
Module Example17
Public Sub Main()
Console.WriteLine("Instantiating two random number generators...")
Dim rnd1 As New Random()
Thread.Sleep(2000)
Dim rnd2 As New Random()
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("The first random number generator:")
For ctr As Integer = 1 To 10
Console.WriteLine(" {0}", rnd1.Next())
Next
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("The second random number generator:")
For ctr As Integer = 1 To 10
Console.WriteLine(" {0}", rnd2.Next())
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Instantiating two random number generators...
'
' The first random number generator:
' 643164361
' 1606571630
' 1725607587
' 2138048432
' 496874898
' 1969147632
' 2034533749
' 1840964542
' 412380298
' 47518930
'
' The second random number generator:
' 1251659083
' 1514185439
' 1465798544
' 517841554
' 1821920222
' 195154223
' 1538948391
' 1548375095
' 546062716
' 897797880
ただし、その有限の解像度のため、システム クロックは約 15 ミリ秒未満の時間差を検出しません。 そのため、コードが .NET Framework で Random() オーバーロードを呼び出して 2 つの Random オブジェクトを連続してインスタンス化すると、誤って同じシード値を持つオブジェクトが提供される可能性があります。 (.NET Core の Random クラスには、この制限はありません)。前の例でこれを確認するには、 Thread.Sleep メソッド呼び出しをコメント アウトし、例をコンパイルして再度実行します。
この問題を回避するには、複数のオブジェクトではなく、1 つの Random オブジェクトをインスタンス化することをお勧めします。 ただし、 Random はスレッド セーフではないので、複数のスレッドから Random インスタンスにアクセスする場合は、一部の同期デバイスを使用する必要があります。詳細については、「 スレッドの安全性 」セクションを参照してください。 または、前の例で使用した Sleep メソッドなどの遅延メカニズムを使用して、インスタンス化が 15 ミリ秒以上離れた場所で実行されるようにすることもできます。
指定した範囲内の整数を取得する
Next(Int32, Int32) メソッドを呼び出すことで、指定した範囲内の整数を取得できます。これにより、乱数ジェネレーターが返す数値の下限と上限の両方を指定できます。 上限は、包括的な値ではなく、排他的な値です。 つまり、メソッドによって返される値の範囲には含まれません。 次の例では、このメソッドを使用して、-10 ~ 10 のランダムな整数を生成します。 メソッド呼び出しの maxValue 引数の値として、目的の値より 1 大きい 11 を指定していることに注意してください。
Random rnd = new Random();
for (int ctr = 1; ctr <= 15; ctr++)
{
Console.Write("{0,3} ", rnd.Next(-10, 11));
if (ctr % 5 == 0) Console.WriteLine();
}
// The example displays output like the following:
// -2 -5 -1 -2 10
// -3 6 -4 -8 3
// -7 10 5 -2 4
let rnd = Random()
for i = 1 to 15 do
printf "%3i " (rnd.Next(-10, 11))
if i % 5 = 0 then printfn ""
// The example displays output like the following:
// -2 -5 -1 -2 10
// -3 6 -4 -8 3
// -7 10 5 -2 4
Module Example12
Public Sub Main()
Dim rnd As New Random()
For ctr As Integer = 1 To 15
Console.Write("{0,3} ", rnd.Next(-10, 11))
If ctr Mod 5 = 0 Then Console.WriteLine()
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' -2 -5 -1 -2 10
' -3 6 -4 -8 3
' -7 10 5 -2 4
指定した桁数の整数を取得する
Next(Int32, Int32) メソッドを呼び出して、指定した桁数の数値を取得できます。 たとえば、次の例に示すように、4 桁の数字 (つまり、1000 から 9999 の範囲の数値) を取得するには、minValue値が 1000 でmaxValue値が 10000 のNext(Int32, Int32) メソッドを呼び出します。
Random rnd = new Random();
for (int ctr = 1; ctr <= 50; ctr++)
{
Console.Write("{0,3} ", rnd.Next(1000, 10000));
if (ctr % 10 == 0) Console.WriteLine();
}
// The example displays output like the following:
// 9570 8979 5770 1606 3818 4735 8495 7196 7070 2313
// 5279 6577 5104 5734 4227 3373 7376 6007 8193 5540
// 7558 3934 3819 7392 1113 7191 6947 4963 9179 7907
// 3391 6667 7269 1838 7317 1981 5154 7377 3297 5320
// 9869 8694 2684 4949 2999 3019 2357 5211 9604 2593
let rnd = Random()
for i = 1 to 50 do
printf "%3i " (rnd.Next(1000, 10000))
if i % 10 = 0 then printfn ""
// The example displays output like the following:
// 9570 8979 5770 1606 3818 4735 8495 7196 7070 2313
// 5279 6577 5104 5734 4227 3373 7376 6007 8193 5540
// 7558 3934 3819 7392 1113 7191 6947 4963 9179 7907
// 3391 6667 7269 1838 7317 1981 5154 7377 3297 5320
// 9869 8694 2684 4949 2999 3019 2357 5211 9604 2593
Module Example13
Public Sub Main()
Dim rnd As New Random()
For ctr As Integer = 1 To 50
Console.Write("{0,3} ", rnd.Next(1000, 10000))
If ctr Mod 10 = 0 Then Console.WriteLine()
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' 9570 8979 5770 1606 3818 4735 8495 7196 7070 2313
' 5279 6577 5104 5734 4227 3373 7376 6007 8193 5540
' 7558 3934 3819 7392 1113 7191 6947 4963 9179 7907
' 3391 6667 7269 1838 7317 1981 5154 7377 3297 5320
' 9869 8694 2684 4949 2999 3019 2357 5211 9604 2593
指定した範囲内の浮動小数点値を取得する
NextDouble メソッドは、0 から 1 未満の範囲のランダムな浮動小数点値を返します。 ただし、多くの場合、他の範囲でランダムな値を生成する必要があります。
必要な最小値と最大値の間隔が 1 の場合は、目的の開始間隔と 0 の差を、 NextDouble メソッドによって返される数に追加できます。 次の例では、-1 から 0 の間で 10 個の乱数を生成します。
Random rnd = new Random();
for (int ctr = 1; ctr <= 10; ctr++)
Console.WriteLine(rnd.NextDouble() - 1);
// The example displays output like the following:
// -0.930412760437658
// -0.164699016215605
// -0.9851692803135
// -0.43468508843085
// -0.177202483255976
// -0.776813320245972
// -0.0713201854710096
// -0.0912875561468711
// -0.540621722368813
// -0.232211863730201
let rnd = Random()
for _ = 1 to 10 do
printfn "%O" (rnd.NextDouble() - 1.0)
// The example displays output like the following:
// -0.930412760437658
// -0.164699016215605
// -0.9851692803135
// -0.43468508843085
// -0.177202483255976
// -0.776813320245972
// -0.0713201854710096
// -0.0912875561468711
// -0.540621722368813
// -0.232211863730201
Module Example6
Public Sub Main()
Dim rnd As New Random()
For ctr As Integer = 1 To 10
Console.WriteLine(rnd.NextDouble() - 1)
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' -0.930412760437658
' -0.164699016215605
' -0.9851692803135
' -0.43468508843085
' -0.177202483255976
' -0.776813320245972
' -0.0713201854710096
' -0.0912875561468711
' -0.540621722368813
' -0.232211863730201
下限が 0 で、上限が 1 より大きいランダムな浮動小数点数を生成するには (または、負の数値の場合は、下限が -1 未満で、上限が 0 の場合)、乱数に 0 以外の境界を乗算します。 次の例では、0 から Int64.MaxValue までの範囲の 2,000 万個のランダム浮動小数点数を生成します。 In には、メソッドによって生成されたランダムな値の分布も表示されます。
const long ONE_TENTH = 922337203685477581;
Random rnd = new Random();
double number;
int[] count = new int[10];
// Generate 20 million integer values between.
for (int ctr = 1; ctr <= 20000000; ctr++)
{
number = rnd.NextDouble() * Int64.MaxValue;
// Categorize random numbers into 10 groups.
count[(int)(number / ONE_TENTH)]++;
}
// Display breakdown by range.
Console.WriteLine("{0,28} {1,32} {2,7}\n", "Range", "Count", "Pct.");
for (int ctr = 0; ctr <= 9; ctr++)
Console.WriteLine("{0,25:N0}-{1,25:N0} {2,8:N0} {3,7:P2}", ctr * ONE_TENTH,
ctr < 9 ? ctr * ONE_TENTH + ONE_TENTH - 1 : Int64.MaxValue,
count[ctr], count[ctr] / 20000000.0);
// The example displays output like the following:
// Range Count Pct.
//
// 0- 922,337,203,685,477,580 1,996,148 9.98 %
// 922,337,203,685,477,581-1,844,674,407,370,955,161 2,000,293 10.00 %
// 1,844,674,407,370,955,162-2,767,011,611,056,432,742 2,000,094 10.00 %
// 2,767,011,611,056,432,743-3,689,348,814,741,910,323 2,000,159 10.00 %
// 3,689,348,814,741,910,324-4,611,686,018,427,387,904 1,999,552 10.00 %
// 4,611,686,018,427,387,905-5,534,023,222,112,865,485 1,998,248 9.99 %
// 5,534,023,222,112,865,486-6,456,360,425,798,343,066 2,000,696 10.00 %
// 6,456,360,425,798,343,067-7,378,697,629,483,820,647 2,001,637 10.01 %
// 7,378,697,629,483,820,648-8,301,034,833,169,298,228 2,002,870 10.01 %
// 8,301,034,833,169,298,229-9,223,372,036,854,775,807 2,000,303 10.00 %
[<Literal>]
let ONE_TENTH = 922337203685477581L
let rnd = Random()
// Generate 20 million random integers.
let count =
Array.init 20000000 (fun _ -> rnd.NextDouble() * (float Int64.MaxValue) )
|> Array.countBy (fun x -> x / (float ONE_TENTH) |> int ) // Categorize into 10 groups and count them.
|> Array.map snd
// Display breakdown by range.
printfn "%28s %32s %7s\n" "Range" "Count" "Pct."
for i = 0 to 9 do
let r1 = int64 i * ONE_TENTH
let r2 = if i < 9 then r1 + ONE_TENTH - 1L else Int64.MaxValue
printfn $"{r1,25:N0}-{r2,25:N0} {count.[i],8:N0} {float count.[i] / 20000000.0,7:P2}"
// The example displays output like the following:
// Range Count Pct.
//
// 0- 922,337,203,685,477,580 1,996,148 9.98 %
// 922,337,203,685,477,581-1,844,674,407,370,955,161 2,000,293 10.00 %
// 1,844,674,407,370,955,162-2,767,011,611,056,432,742 2,000,094 10.00 %
// 2,767,011,611,056,432,743-3,689,348,814,741,910,323 2,000,159 10.00 %
// 3,689,348,814,741,910,324-4,611,686,018,427,387,904 1,999,552 10.00 %
// 4,611,686,018,427,387,905-5,534,023,222,112,865,485 1,998,248 9.99 %
// 5,534,023,222,112,865,486-6,456,360,425,798,343,066 2,000,696 10.00 %
// 6,456,360,425,798,343,067-7,378,697,629,483,820,647 2,001,637 10.01 %
// 7,378,697,629,483,820,648-8,301,034,833,169,298,228 2,002,870 10.01 %
// 8,301,034,833,169,298,229-9,223,372,036,854,775,807 2,000,303 10.00 %
Module Example5
Public Sub Main()
Const ONE_TENTH As Long = 922337203685477581
Dim rnd As New Random()
Dim number As Long
Dim count(9) As Integer
' Generate 20 million integer values.
For ctr As Integer = 1 To 20000000
number = CLng(rnd.NextDouble() * Int64.MaxValue)
' Categorize random numbers.
count(CInt(number \ ONE_TENTH)) += 1
Next
' Display breakdown by range.
Console.WriteLine("{0,28} {1,32} {2,7}", "Range", "Count", "Pct.")
Console.WriteLine()
For ctr As Integer = 0 To 9
Console.WriteLine("{0,25:N0}-{1,25:N0} {2,8:N0} {3,7:P2}", ctr * ONE_TENTH,
If(ctr < 9, ctr * ONE_TENTH + ONE_TENTH - 1, Int64.MaxValue),
count(ctr), count(ctr) / 20000000)
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Range Count Pct.
'
' 0- 922,337,203,685,477,580 1,996,148 9.98 %
' 922,337,203,685,477,581-1,844,674,407,370,955,161 2,000,293 10.00 %
' 1,844,674,407,370,955,162-2,767,011,611,056,432,742 2,000,094 10.00 %
' 2,767,011,611,056,432,743-3,689,348,814,741,910,323 2,000,159 10.00 %
' 3,689,348,814,741,910,324-4,611,686,018,427,387,904 1,999,552 10.00 %
' 4,611,686,018,427,387,905-5,534,023,222,112,865,485 1,998,248 9.99 %
' 5,534,023,222,112,865,486-6,456,360,425,798,343,066 2,000,696 10.00 %
' 6,456,360,425,798,343,067-7,378,697,629,483,820,647 2,001,637 10.01 %
' 7,378,697,629,483,820,648-8,301,034,833,169,298,228 2,002,870 10.01 %
' 8,301,034,833,169,298,229-9,223,372,036,854,775,807 2,000,303 10.00 %
Next(Int32, Int32)メソッドが整数に対して行うのと同様に、2 つの任意の値の間にランダムな浮動小数点数を生成するには、次の式を使用します。
Random.NextDouble() * (maxValue - minValue) + minValue
次の例では、10.0 から 11.0 の範囲の 100 万個の乱数を生成し、その分布を表示します。
Random rnd = new Random();
int lowerBound = 10;
int upperBound = 11;
int[] range = new int[10];
for (int ctr = 1; ctr <= 1000000; ctr++)
{
Double value = rnd.NextDouble() * (upperBound - lowerBound) + lowerBound;
range[(int)Math.Truncate((value - lowerBound) * 10)]++;
}
for (int ctr = 0; ctr <= 9; ctr++)
{
Double lowerRange = 10 + ctr * .1;
Console.WriteLine("{0:N1} to {1:N1}: {2,8:N0} ({3,7:P2})",
lowerRange, lowerRange + .1, range[ctr],
range[ctr] / 1000000.0);
}
// The example displays output like the following:
// 10.0 to 10.1: 99,929 ( 9.99 %)
// 10.1 to 10.2: 100,189 (10.02 %)
// 10.2 to 10.3: 99,384 ( 9.94 %)
// 10.3 to 10.4: 100,240 (10.02 %)
// 10.4 to 10.5: 99,397 ( 9.94 %)
// 10.5 to 10.6: 100,580 (10.06 %)
// 10.6 to 10.7: 100,293 (10.03 %)
// 10.7 to 10.8: 100,135 (10.01 %)
// 10.8 to 10.9: 99,905 ( 9.99 %)
// 10.9 to 11.0: 99,948 ( 9.99 %)
let rnd = Random()
let lowerBound = 10.0
let upperBound = 11.0
let range =
Array.init 1000000 (fun _ -> rnd.NextDouble() * (upperBound - lowerBound) + lowerBound)
|> Array.countBy (fun x -> Math.Truncate((x - lowerBound) * 10.0) |> int)
|> Array.map snd
for i = 0 to 9 do
let lowerRange = 10.0 + float i * 0.1
printfn $"{lowerRange:N1} to {lowerRange + 0.1:N1}: {range.[i],8:N0} ({float range.[i] / 1000000.0,6:P2})"
// The example displays output like the following:
// 10.0 to 10.1: 99,929 ( 9.99 %)
// 10.1 to 10.2: 100,189 (10.02 %)
// 10.2 to 10.3: 99,384 ( 9.94 %)
// 10.3 to 10.4: 100,240 (10.02 %)
// 10.4 to 10.5: 99,397 ( 9.94 %)
// 10.5 to 10.6: 100,580 (10.06 %)
// 10.6 to 10.7: 100,293 (10.03 %)
// 10.7 to 10.8: 100,135 (10.01 %)
// 10.8 to 10.9: 99,905 ( 9.99 %)
// 10.9 to 11.0: 99,948 ( 9.99 %)
Module Example7
Public Sub Main()
Dim rnd As New Random()
Dim lowerBound As Integer = 10
Dim upperBound As Integer = 11
Dim range(9) As Integer
For ctr As Integer = 1 To 1000000
Dim value As Double = rnd.NextDouble() * (upperBound - lowerBound) + lowerBound
range(CInt(Math.Truncate((value - lowerBound) * 10))) += 1
Next
For ctr As Integer = 0 To 9
Dim lowerRange As Double = 10 + ctr * 0.1
Console.WriteLine("{0:N1} to {1:N1}: {2,8:N0} ({3,7:P2})",
lowerRange, lowerRange + 0.1, range(ctr),
range(ctr) / 1000000.0)
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' 10.0 to 10.1: 99,929 ( 9.99 %)
' 10.1 to 10.2: 100,189 (10.02 %)
' 10.2 to 10.3: 99,384 ( 9.94 %)
' 10.3 to 10.4: 100,240 (10.02 %)
' 10.4 to 10.5: 99,397 ( 9.94 %)
' 10.5 to 10.6: 100,580 (10.06 %)
' 10.6 to 10.7: 100,293 (10.03 %)
' 10.7 to 10.8: 100,135 (10.01 %)
' 10.8 to 10.9: 99,905 ( 9.99 %)
' 10.9 to 11.0: 99,948 ( 9.99 %)
ランダムなブール値を生成する
Random クラスには、Boolean値を生成するメソッドは用意されていません。 ただし、それを行う独自のクラスまたはメソッドを定義できます。 次の例では、1 つのメソッドNextBooleanを使用して、BooleanGeneratorクラスを定義します。 BooleanGenerator クラスは、Random オブジェクトをプライベート変数として格納します。 NextBoolean メソッドは、Random.Next(Int32, Int32) メソッドを呼び出し、結果を Convert.ToBoolean(Int32) メソッドに渡します。 2 は、乱数の上限を指定する引数として使用されることに注意してください。 これは排他的な値であるため、メソッド呼び出しは 0 または 1 を返します。
using System;
public class Example1
{
public static void Main()
{
// Instantiate the Boolean generator.
BooleanGenerator boolGen = new BooleanGenerator();
int totalTrue = 0, totalFalse = 0;
// Generate 1,0000 random Booleans, and keep a running total.
for (int ctr = 0; ctr < 1000000; ctr++)
{
bool value = boolGen.NextBoolean();
if (value)
totalTrue++;
else
totalFalse++;
}
Console.WriteLine("Number of true values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalTrue,
((double)totalTrue) / (totalTrue + totalFalse));
Console.WriteLine("Number of false values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalFalse,
((double)totalFalse) / (totalTrue + totalFalse));
}
}
public class BooleanGenerator
{
Random rnd;
public BooleanGenerator()
{
rnd = new Random();
}
public bool NextBoolean()
{
return rnd.Next(0, 2) == 1;
}
}
// The example displays output like the following:
// Number of true values: 500,004 (50.000 %)
// Number of false values: 499,996 (50.000 %)
open System
type BooleanGenerator() =
let rnd = Random()
member _.NextBoolean() =
rnd.Next(0, 2) = 1
let boolGen = BooleanGenerator()
let mutable totalTrue, totalFalse = 0, 0
for _ = 1 to 1000000 do
let value = boolGen.NextBoolean()
if value then
totalTrue <- totalTrue + 1
else
totalFalse <- totalFalse + 1
printfn $"Number of true values: {totalTrue,7:N0} ({(double totalTrue) / double (totalTrue + totalFalse):P3})"
printfn $"Number of false values: {totalFalse,7:N0} ({(double totalFalse) / double (totalTrue + totalFalse):P3})"
// The example displays output like the following:
// Number of true values: 500,004 (50.000 %)
// Number of false values: 499,996 (50.000 %)
Module Example2
Public Sub Main()
' Instantiate the Boolean generator.
Dim boolGen As New BooleanGenerator()
Dim totalTrue, totalFalse As Integer
' Generate 1,0000 random Booleans, and keep a running total.
For ctr As Integer = 0 To 9999999
Dim value As Boolean = boolGen.NextBoolean()
If value Then
totalTrue += 1
Else
totalFalse += 1
End If
Next
Console.WriteLine("Number of true values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalTrue,
totalTrue / (totalTrue + totalFalse))
Console.WriteLine("Number of false values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalFalse,
totalFalse / (totalTrue + totalFalse))
End Sub
End Module
Public Class BooleanGenerator
Dim rnd As Random
Public Sub New()
rnd = New Random()
End Sub
Public Function NextBoolean() As Boolean
Return Convert.ToBoolean(rnd.Next(0, 2))
End Function
End Class
' The example displays the following output:
' Number of true values: 500,004 (50.000 %)
' Number of false values: 499,996 (50.000 %)
ランダムな Boolean 値を生成する別のクラスを作成する代わりに、この例では単に 1 つのメソッドを定義できます。 ただし、その場合、 Random オブジェクトは、各メソッド呼び出しで新しい Random インスタンスをインスタンス化しないように、クラス レベルの変数として定義されている必要があります。 Visual Basic では、Random インスタンスは、NextBoolean メソッドの Static 変数として定義できます。 次の例では、実装を示します。
Random rnd = new Random();
int totalTrue = 0, totalFalse = 0;
// Generate 1,000,000 random Booleans, and keep a running total.
for (int ctr = 0; ctr < 1000000; ctr++)
{
bool value = NextBoolean();
if (value)
totalTrue++;
else
totalFalse++;
}
Console.WriteLine("Number of true values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalTrue,
((double)totalTrue) / (totalTrue + totalFalse));
Console.WriteLine("Number of false values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalFalse,
((double)totalFalse) / (totalTrue + totalFalse));
bool NextBoolean()
{
return rnd.Next(0, 2) == 1;
}
// The example displays output like the following:
// Number of true values: 499,777 (49.978 %)
// Number of false values: 500,223 (50.022 %)
let rnd = Random()
let nextBool () =
rnd.Next(0, 2) = 1
let mutable totalTrue, totalFalse = 0, 0
for _ = 1 to 1000000 do
let value = nextBool ()
if value then
totalTrue <- totalTrue + 1
else
totalFalse <- totalFalse + 1
printfn $"Number of true values: {totalTrue,7:N0} ({(double totalTrue) / double (totalTrue + totalFalse):P3})"
printfn $"Number of false values: {totalFalse,7:N0} ({(double totalFalse) / double (totalTrue + totalFalse):P3})"
// The example displays output like the following:
// Number of true values: 499,777 (49.978 %)
// Number of false values: 500,223 (50.022 %)
Module Example3
Public Sub Main()
Dim totalTrue, totalFalse As Integer
' Generate 1,0000 random Booleans, and keep a running total.
For ctr As Integer = 0 To 9999999
Dim value As Boolean = NextBoolean()
If value Then
totalTrue += 1
Else
totalFalse += 1
End If
Next
Console.WriteLine("Number of true values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalTrue,
totalTrue / (totalTrue + totalFalse))
Console.WriteLine("Number of false values: {0,7:N0} ({1:P3})",
totalFalse,
totalFalse / (totalTrue + totalFalse))
End Sub
Public Function NextBoolean() As Boolean
Static rnd As New Random()
Return Convert.ToBoolean(rnd.Next(0, 2))
End Function
End Module
' The example displays the following output:
' Number of true values: 499,777 (49.978 %)
' Number of false values: 500,223 (50.022 %)
ランダムな 64 ビット整数を生成する
Next メソッドのオーバーロードは、32 ビット整数を返します。 ただし、場合によっては、64 ビット整数を操作する必要があります。 このことは次のように実行できます。
倍精度浮動小数点値を取得するには、 NextDouble メソッドを呼び出します。
その値に Int64.MaxValueを乗算します。
次の例では、この手法を使用して 2,000 万個のランダムな長整数を生成し、10 の等しいグループに分類します。 次に、各グループの数値を 0 から Int64.MaxValueにカウントすることで、乱数の分布を評価します。 この例の出力が示すように、数値は長整数の範囲を通じて多かれ少なかれ均等に分散されます。
const long ONE_TENTH = 922337203685477581;
Random rnd = new Random();
long number;
int[] count = new int[10];
// Generate 20 million long integers.
for (int ctr = 1; ctr <= 20000000; ctr++)
{
number = (long)(rnd.NextDouble() * Int64.MaxValue);
// Categorize random numbers.
count[(int)(number / ONE_TENTH)]++;
}
// Display breakdown by range.
Console.WriteLine("{0,28} {1,32} {2,7}\n", "Range", "Count", "Pct.");
for (int ctr = 0; ctr <= 9; ctr++)
Console.WriteLine("{0,25:N0}-{1,25:N0} {2,8:N0} {3,7:P2}", ctr * ONE_TENTH,
ctr < 9 ? ctr * ONE_TENTH + ONE_TENTH - 1 : Int64.MaxValue,
count[ctr], count[ctr] / 20000000.0);
// The example displays output like the following:
// Range Count Pct.
//
// 0- 922,337,203,685,477,580 1,996,148 9.98 %
// 922,337,203,685,477,581-1,844,674,407,370,955,161 2,000,293 10.00 %
// 1,844,674,407,370,955,162-2,767,011,611,056,432,742 2,000,094 10.00 %
// 2,767,011,611,056,432,743-3,689,348,814,741,910,323 2,000,159 10.00 %
// 3,689,348,814,741,910,324-4,611,686,018,427,387,904 1,999,552 10.00 %
// 4,611,686,018,427,387,905-5,534,023,222,112,865,485 1,998,248 9.99 %
// 5,534,023,222,112,865,486-6,456,360,425,798,343,066 2,000,696 10.00 %
// 6,456,360,425,798,343,067-7,378,697,629,483,820,647 2,001,637 10.01 %
// 7,378,697,629,483,820,648-8,301,034,833,169,298,228 2,002,870 10.01 %
// 8,301,034,833,169,298,229-9,223,372,036,854,775,807 2,000,303 10.00 %
[<Literal>]
let ONE_TENTH = 922337203685477581L
let rnd = Random()
let count =
// Generate 20 million random long integers.
Array.init 20000000 (fun _ -> rnd.NextDouble() * (float Int64.MaxValue) |> int64 )
|> Array.countBy (fun x -> x / ONE_TENTH) // Categorize and count random numbers.
|> Array.map snd
// Display breakdown by range.
printfn "%28s %32s %7s\n" "Range" "Count" "Pct."
for i = 0 to 9 do
let r1 = int64 i * ONE_TENTH
let r2 = if i < 9 then r1 + ONE_TENTH - 1L else Int64.MaxValue
printfn $"{r1,25:N0}-{r2,25:N0} {count.[i],8:N0} {float count.[i] / 20000000.0,7:P2}"
// The example displays output like the following:
// Range Count Pct.
//
// 0- 922,337,203,685,477,580 1,996,148 9.98 %
// 922,337,203,685,477,581-1,844,674,407,370,955,161 2,000,293 10.00 %
// 1,844,674,407,370,955,162-2,767,011,611,056,432,742 2,000,094 10.00 %
// 2,767,011,611,056,432,743-3,689,348,814,741,910,323 2,000,159 10.00 %
// 3,689,348,814,741,910,324-4,611,686,018,427,387,904 1,999,552 10.00 %
// 4,611,686,018,427,387,905-5,534,023,222,112,865,485 1,998,248 9.99 %
// 5,534,023,222,112,865,486-6,456,360,425,798,343,066 2,000,696 10.00 %
// 6,456,360,425,798,343,067-7,378,697,629,483,820,647 2,001,637 10.01 %
// 7,378,697,629,483,820,648-8,301,034,833,169,298,228 2,002,870 10.01 %
// 8,301,034,833,169,298,229-9,223,372,036,854,775,807 2,000,303 10.00 %
Module Example8
Public Sub Main()
Const ONE_TENTH As Long = 922337203685477581
Dim rnd As New Random()
Dim number As Long
Dim count(9) As Integer
' Generate 20 million long integers.
For ctr As Integer = 1 To 20000000
number = CLng(rnd.NextDouble() * Int64.MaxValue)
' Categorize random numbers.
count(CInt(number \ ONE_TENTH)) += 1
Next
' Display breakdown by range.
Console.WriteLine("{0,28} {1,32} {2,7}", "Range", "Count", "Pct.")
Console.WriteLine()
For ctr As Integer = 0 To 9
Console.WriteLine("{0,25:N0}-{1,25:N0} {2,8:N0} {3,7:P2}", ctr * ONE_TENTH,
If(ctr < 9, ctr * ONE_TENTH + ONE_TENTH - 1, Int64.MaxValue),
count(ctr), count(ctr) / 20000000)
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Range Count Pct.
'
' 0- 922,337,203,685,477,580 1,996,148 9.98 %
' 922,337,203,685,477,581-1,844,674,407,370,955,161 2,000,293 10.00 %
' 1,844,674,407,370,955,162-2,767,011,611,056,432,742 2,000,094 10.00 %
' 2,767,011,611,056,432,743-3,689,348,814,741,910,323 2,000,159 10.00 %
' 3,689,348,814,741,910,324-4,611,686,018,427,387,904 1,999,552 10.00 %
' 4,611,686,018,427,387,905-5,534,023,222,112,865,485 1,998,248 9.99 %
' 5,534,023,222,112,865,486-6,456,360,425,798,343,066 2,000,696 10.00 %
' 6,456,360,425,798,343,067-7,378,697,629,483,820,647 2,001,637 10.01 %
' 7,378,697,629,483,820,648-8,301,034,833,169,298,228 2,002,870 10.01 %
' 8,301,034,833,169,298,229-9,223,372,036,854,775,807 2,000,303 10.00 %
ビット操作を使用する別の手法では、真の乱数は生成されません。 この手法では、 Next() を呼び出して 2 つの整数を生成し、左シフトを 1 ビットずつ 32 ビットずつシフトし、2 つの整数を一緒に生成します。 この手法には、次の 2 つの制限があります。
ビット 31 は符号ビットであるため、結果の長整数のビット 31 の値は常に 0 です。 これは、ランダム 0 または 1 を生成し、31 ビット左シフトし、元のランダム長整数で ORing することで対処できます。
より深刻なことに、 Next() によって返される値が0になる確率が0になるため、範囲内の乱数が0x0 0x00000000FFFFFFFF場合は少なくなります。
指定した範囲内のバイトを取得する
Next メソッドのオーバーロードを使用すると、乱数の範囲を指定できますが、NextBytes メソッドでは指定できません。 次の例では、返されるバイトの範囲を指定できる NextBytes メソッドを実装します。 Randomから派生し、そのNextBytes メソッドをオーバーロードするRandom2 クラスを定義します。
using System;
public class Example3
{
public static void Main()
{
Random2 rnd = new Random2();
Byte[] bytes = new Byte[10000];
int[] total = new int[101];
rnd.NextBytes(bytes, 0, 101);
// Calculate how many of each value we have.
foreach (var value in bytes)
total[value]++;
// Display the results.
for (int ctr = 0; ctr < total.Length; ctr++)
{
Console.Write("{0,3}: {1,-3} ", ctr, total[ctr]);
if ((ctr + 1) % 5 == 0) Console.WriteLine();
}
}
}
public class Random2 : Random
{
public Random2() : base()
{ }
public Random2(int seed) : base(seed)
{ }
public void NextBytes(byte[] bytes, byte minValue, byte maxValue)
{
for (int ctr = bytes.GetLowerBound(0); ctr <= bytes.GetUpperBound(0); ctr++)
bytes[ctr] = (byte)Next(minValue, maxValue);
}
}
// The example displays output like the following:
// 0: 115 1: 119 2: 92 3: 98 4: 92
// 5: 102 6: 103 7: 84 8: 93 9: 116
// 10: 91 11: 98 12: 106 13: 91 14: 92
// 15: 101 16: 100 17: 96 18: 97 19: 100
// 20: 101 21: 106 22: 112 23: 82 24: 85
// 25: 102 26: 107 27: 98 28: 106 29: 102
// 30: 109 31: 108 32: 94 33: 101 34: 107
// 35: 101 36: 86 37: 100 38: 101 39: 102
// 40: 113 41: 95 42: 96 43: 89 44: 99
// 45: 81 46: 89 47: 105 48: 100 49: 85
// 50: 103 51: 103 52: 93 53: 89 54: 91
// 55: 97 56: 105 57: 97 58: 110 59: 86
// 60: 116 61: 94 62: 117 63: 98 64: 110
// 65: 93 66: 102 67: 100 68: 105 69: 83
// 70: 81 71: 97 72: 85 73: 70 74: 98
// 75: 100 76: 110 77: 114 78: 83 79: 90
// 80: 96 81: 112 82: 102 83: 102 84: 99
// 85: 81 86: 100 87: 93 88: 99 89: 118
// 90: 95 91: 124 92: 108 93: 96 94: 104
// 95: 106 96: 99 97: 99 98: 92 99: 99
// 100: 108
open System
type Random2() =
inherit Random()
member this.NextBytes(bytes: byte[], minValue: byte, maxValue: byte) =
for i=bytes.GetLowerBound(0) to bytes.GetUpperBound(0) do
bytes.[i] <- this.Next(int minValue, int maxValue) |> byte
let rnd = Random2()
let bytes = Array.zeroCreate 10000
let total = Array.zeroCreate 101
rnd.NextBytes(bytes, 0uy, 101uy)
// Calculate how many of each value we have.
for v in bytes do
total.[int v] <- total.[int v] + 1
// Display the results.
for i = 0 to total.Length - 1 do
printf "%3i: %-3i " i total.[i]
if (i + 1) % 5 = 0 then printfn ""
// The example displays output like the following:
// 0: 115 1: 119 2: 92 3: 98 4: 92
// 5: 102 6: 103 7: 84 8: 93 9: 116
// 10: 91 11: 98 12: 106 13: 91 14: 92
// 15: 101 16: 100 17: 96 18: 97 19: 100
// 20: 101 21: 106 22: 112 23: 82 24: 85
// 25: 102 26: 107 27: 98 28: 106 29: 102
// 30: 109 31: 108 32: 94 33: 101 34: 107
// 35: 101 36: 86 37: 100 38: 101 39: 102
// 40: 113 41: 95 42: 96 43: 89 44: 99
// 45: 81 46: 89 47: 105 48: 100 49: 85
// 50: 103 51: 103 52: 93 53: 89 54: 91
// 55: 97 56: 105 57: 97 58: 110 59: 86
// 60: 116 61: 94 62: 117 63: 98 64: 110
// 65: 93 66: 102 67: 100 68: 105 69: 83
// 70: 81 71: 97 72: 85 73: 70 74: 98
// 75: 100 76: 110 77: 114 78: 83 79: 90
// 80: 96 81: 112 82: 102 83: 102 84: 99
// 85: 81 86: 100 87: 93 88: 99 89: 118
// 90: 95 91: 124 92: 108 93: 96 94: 104
// 95: 106 96: 99 97: 99 98: 92 99: 99
// 100: 108
Module Example4
Public Sub Main()
Dim rnd As New Random2()
Dim bytes(9999) As Byte
Dim total(100) As Integer
rnd.NextBytes(bytes, 0, 101)
' Calculate how many of each value we have.
For Each value In bytes
total(value) += 1
Next
' Display the results.
For ctr As Integer = 0 To total.Length - 1
Console.Write("{0,3}: {1,-3} ", ctr, total(ctr))
If (ctr + 1) Mod 5 = 0 Then Console.WriteLine()
Next
End Sub
End Module
Public Class Random2 : Inherits Random
Public Sub New()
MyBase.New()
End Sub
Public Sub New(seed As Integer)
MyBase.New(seed)
End Sub
Public Overloads Sub NextBytes(bytes() As Byte,
minValue As Byte, maxValue As Byte)
For ctr As Integer = bytes.GetLowerbound(0) To bytes.GetUpperBound(0)
bytes(ctr) = CByte(MyBase.Next(minValue, maxValue))
Next
End Sub
End Class
' The example displays output like the following:
' 0: 115 1: 119 2: 92 3: 98 4: 92
' 5: 102 6: 103 7: 84 8: 93 9: 116
' 10: 91 11: 98 12: 106 13: 91 14: 92
' 15: 101 16: 100 17: 96 18: 97 19: 100
' 20: 101 21: 106 22: 112 23: 82 24: 85
' 25: 102 26: 107 27: 98 28: 106 29: 102
' 30: 109 31: 108 32: 94 33: 101 34: 107
' 35: 101 36: 86 37: 100 38: 101 39: 102
' 40: 113 41: 95 42: 96 43: 89 44: 99
' 45: 81 46: 89 47: 105 48: 100 49: 85
' 50: 103 51: 103 52: 93 53: 89 54: 91
' 55: 97 56: 105 57: 97 58: 110 59: 86
' 60: 116 61: 94 62: 117 63: 98 64: 110
' 65: 93 66: 102 67: 100 68: 105 69: 83
' 70: 81 71: 97 72: 85 73: 70 74: 98
' 75: 100 76: 110 77: 114 78: 83 79: 90
' 80: 96 81: 112 82: 102 83: 102 84: 99
' 85: 81 86: 100 87: 93 88: 99 89: 118
' 90: 95 91: 124 92: 108 93: 96 94: 104
' 95: 106 96: 99 97: 99 98: 92 99: 99
' 100: 108
NextBytes(Byte[], Byte, Byte) メソッドは、Next(Int32, Int32) メソッドの呼び出しをラップし、バイト配列で返される最小値と最大値 (この場合は 0 と 101) より 1 つ大きい値を指定します。 Next メソッドによって返される整数値がByteデータ型の範囲内にあることを確認するため、安全に (C# および F# で) キャストするか、または (Visual Basic の) 整数からバイトに変換することができます。
配列またはコレクションからランダムに要素を取得する
乱数は、多くの場合、配列またはコレクションから値を取得するインデックスとして機能します。 ランダムなインデックス値を取得するには、 Next(Int32, Int32) メソッドを呼び出し、その minValue 引数の値として配列の下限を使用し、 maxValue 引数の値として配列の上限より大きい値を使用します。 0 から始まる配列の場合、これは Length プロパティと同じか、 Array.GetUpperBound メソッドによって返される値より 1 大きい値になります。 次の例では、都市の配列から、米国内の都市の名前をランダムに取得します。
String[] cities = { "Atlanta", "Boston", "Chicago", "Detroit",
"Fort Wayne", "Greensboro", "Honolulu", "Indianapolis",
"Jersey City", "Kansas City", "Los Angeles",
"Milwaukee", "New York", "Omaha", "Philadelphia",
"Raleigh", "San Francisco", "Tulsa", "Washington" };
Random rnd = new Random();
int index = rnd.Next(0, cities.Length);
Console.WriteLine("Today's city of the day: {0}",
cities[index]);
// The example displays output like the following:
// Today's city of the day: Honolulu
let cities =
[| "Atlanta"; "Boston"; "Chicago"; "Detroit";
"Fort Wayne"; "Greensboro"; "Honolulu"; "Indianapolis";
"Jersey City"; "Kansas City"; "Los Angeles";
"Milwaukee"; "New York"; "Omaha"; "Philadelphia";
"Raleigh"; "San Francisco"; "Tulsa"; "Washington" |]
let rnd = Random()
let index = rnd.Next(0,cities.Length)
printfn "Today's city of the day: %s" cities.[index]
// The example displays output like the following:
// Today's city of the day: Honolulu
Module Example1
Public Sub Main()
Dim cities() As String = {"Atlanta", "Boston", "Chicago", "Detroit",
"Fort Wayne", "Greensboro", "Honolulu", "Indianapolis",
"Jersey City", "Kansas City", "Los Angeles",
"Milwaukee", "New York", "Omaha", "Philadelphia",
"Raleigh", "San Francisco", "Tulsa", "Washington"}
Dim rnd As New Random()
Dim index As Integer = rnd.Next(0, cities.Length)
Console.WriteLine("Today's city of the day: {0}",
cities(index))
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Today's city of the day: Honolulu
配列またはコレクションから一意の要素を取得する
乱数ジェネレーターは、常に重複する値を返すことができます。 数値の範囲が小さくなったり、生成される値の数が大きくなると、重複する可能性が高くなります。 ランダムな値を一意にする必要がある場合は、重複を補正するために生成される数値が増え、パフォーマンスが低下します。
このシナリオを処理するには、いくつかの手法があります。 一般的な解決策の 1 つは、取得する値を含む配列またはコレクションと、ランダムな浮動小数点数を含む並列配列を作成することです。 2 番目の配列には、最初の配列の作成時に乱数が設定され、 Array.Sort(Array, Array) メソッドを使用して、並列配列の値を使用して最初の配列を並べ替えます。
たとえば、ソリティア ゲームを開発している場合は、各カードが 1 回だけ使用されるようにする必要があります。 乱数を生成してカードを取得し、そのカードが既に処理されているかどうかを追跡する代わりに、デッキの並べ替えに使用できる乱数の並列配列を作成できます。 デッキが並べ替えられると、アプリはポインターを維持して、デッキ上の次のカードのインデックスを示すことができます。
このアプローチの例を次に示します。 これは、プレイ カードを表す Card クラスと、シャッフルされたカードのデッキを処理する Dealer クラスを定義します。 Dealer クラス コンストラクターは、クラス スコープを持ち、デッキ内のすべてのカードを表すdeck配列と、deck配列と同じ数の要素を持ち、ランダムに生成されたDouble値が設定されたローカル order配列の 2 つの配列を設定します。 その後、Array.Sort(Array, Array) メソッドが呼び出され、order配列内の値に基づいてdeck配列が並べ替えられます。
using System;
// A class that represents an individual card in a playing deck.
public class Card
{
public Suit Suit;
public FaceValue FaceValue;
public override String ToString()
{
return String.Format("{0:F} of {1:F}", this.FaceValue, this.Suit);
}
}
public enum Suit { Hearts, Diamonds, Spades, Clubs };
public enum FaceValue
{
Ace = 1, Two, Three, Four, Five, Six,
Seven, Eight, Nine, Ten, Jack, Queen,
King
};
public class Dealer
{
Random rnd;
// A deck of cards, without Jokers.
Card[] deck = new Card[52];
// Parallel array for sorting cards.
Double[] order = new Double[52];
// A pointer to the next card to deal.
int ptr = 0;
// A flag to indicate the deck is used.
bool mustReshuffle = false;
public Dealer()
{
rnd = new Random();
// Initialize the deck.
int deckCtr = 0;
foreach (var suit in Enum.GetValues(typeof(Suit)))
{
foreach (var faceValue in Enum.GetValues(typeof(FaceValue)))
{
Card card = new Card();
card.Suit = (Suit)suit;
card.FaceValue = (FaceValue)faceValue;
deck[deckCtr] = card;
deckCtr++;
}
}
for (int ctr = 0; ctr < order.Length; ctr++)
order[ctr] = rnd.NextDouble();
Array.Sort(order, deck);
}
public Card[] Deal(int numberToDeal)
{
if (mustReshuffle)
{
Console.WriteLine("There are no cards left in the deck");
return null;
}
Card[] cardsDealt = new Card[numberToDeal];
for (int ctr = 0; ctr < numberToDeal; ctr++)
{
cardsDealt[ctr] = deck[ptr];
ptr++;
if (ptr == deck.Length)
mustReshuffle = true;
if (mustReshuffle & ctr < numberToDeal - 1)
{
Console.WriteLine("Can only deal the {0} cards remaining on the deck.",
ctr + 1);
return cardsDealt;
}
}
return cardsDealt;
}
}
public class Example17
{
public static void Main()
{
Dealer dealer = new Dealer();
ShowCards(dealer.Deal(20));
}
private static void ShowCards(Card[] cards)
{
foreach (var card in cards)
if (card != null)
Console.WriteLine("{0} of {1}", card.FaceValue, card.Suit);
}
}
// The example displays output like the following:
// Six of Diamonds
// King of Clubs
// Eight of Clubs
// Seven of Clubs
// Queen of Clubs
// King of Hearts
// Three of Spades
// Ace of Clubs
// Four of Hearts
// Three of Diamonds
// Nine of Diamonds
// Two of Hearts
// Ace of Hearts
// Three of Hearts
// Four of Spades
// Eight of Hearts
// Queen of Diamonds
// Two of Clubs
// Four of Diamonds
// Jack of Hearts
open System
type Suit =
| Clubs
| Diamonds
| Hearts
| Spades
type Face =
| Ace | Two | Three
| Four | Five | Six
| Seven | Eight | Nine
| Ten | Jack | Queen | King
type Card = { Face: Face; Suit: Suit }
let suits = [ Clubs; Diamonds; Hearts; Spades ]
let faces = [ Ace; Two; Three; Four; Five; Six; Seven; Eight; Nine; Ten; Jack; Queen; King ]
type Dealer() =
let rnd = Random()
let mutable pos = 0
// Parallel array for sorting cards.
let order = Array.init (suits.Length * faces.Length) (fun _ -> rnd.NextDouble() )
// A deck of cards, without Jokers.
let deck = [|
for s in suits do
for f in faces do
{ Face = f; Suit = s } |]
// Shuffle the deck.
do Array.Sort(order, deck)
// Deal a number of cards from the deck, return None if failed
member _.Deal(numberToDeal) : Card [] option =
if numberToDeal = 0 || pos = deck.Length then
printfn "There are no cards left in the deck"
None
else
let cards = deck.[pos .. numberToDeal + pos - 1]
if numberToDeal > deck.Length - pos then
printfn "Can only deal the %i cards remaining on the deck." (deck.Length - pos)
pos <- min (pos + numberToDeal) deck.Length
Some cards
let showCards cards =
for card in cards do
printfn $"{card.Face} of {card.Suit}"
let dealer = Dealer()
dealer.Deal 20
|> Option.iter showCards
// The example displays output like the following:
// Six of Diamonds
// King of Clubs
// Eight of Clubs
// Seven of Clubs
// Queen of Clubs
// King of Hearts
// Three of Spades
// Ace of Clubs
// Four of Hearts
// Three of Diamonds
// Nine of Diamonds
// Two of Hearts
// Ace of Hearts
// Three of Hearts
// Four of Spades
// Eight of Hearts
// Queen of Diamonds
// Two of Clubs
// Four of Diamonds
// Jack of Hearts
' A class that represents an individual card in a playing deck.
Public Class Card
Public Suit As Suit
Public FaceValue As FaceValue
Public Overrides Function ToString() As String
Return String.Format("{0:F} of {1:F}", Me.FaceValue, Me.Suit)
End Function
End Class
Public Enum Suit As Integer
Hearts = 0
Diamonds = 1
Spades = 2
Clubs = 3
End Enum
Public Enum FaceValue As Integer
Ace = 1
Two = 2
Three = 3
Four = 4
Five = 5
Six = 6
Seven = 7
Eight = 8
Nine = 9
Ten = 10
Jack = 11
Queen = 12
King = 13
End Enum
Public Class Dealer
Dim rnd As Random
' A deck of cards, without Jokers.
Dim deck(51) As Card
' Parallel array for sorting cards.
Dim order(51) As Double
' A pointer to the next card to deal.
Dim ptr As Integer = 0
' A flag to indicate the deck is used.
Dim mustReshuffle As Boolean
Public Sub New()
rnd = New Random()
' Initialize the deck.
Dim deckCtr As Integer = 0
For Each Suit In [Enum].GetValues(GetType(Suit))
For Each faceValue In [Enum].GetValues(GetType(FaceValue))
Dim card As New Card()
card.Suit = CType(Suit, Suit)
card.FaceValue = CType(faceValue, FaceValue)
deck(deckCtr) = card
deckCtr += 1
Next
Next
For ctr As Integer = 0 To order.Length - 1
order(ctr) = rnd.NextDouble()
Next
Array.Sort(order, deck)
End Sub
Public Function Deal(numberToDeal As Integer) As Card()
If mustReshuffle Then
Console.WriteLine("There are no cards left in the deck")
Return Nothing
End If
Dim cardsDealt(numberToDeal - 1) As Card
For ctr As Integer = 0 To numberToDeal - 1
cardsDealt(ctr) = deck(ptr)
ptr += 1
If ptr = deck.Length Then
mustReshuffle = True
End If
If mustReshuffle And ctr < numberToDeal - 1
Console.WriteLine("Can only deal the {0} cards remaining on the deck.",
ctr + 1)
Return cardsDealt
End If
Next
Return cardsDealt
End Function
End Class
Public Module Example
Public Sub Main()
Dim dealer As New Dealer()
ShowCards(dealer.Deal(20))
End Sub
Private Sub ShowCards(cards() As Card)
For Each card In cards
If card IsNot Nothing Then _
Console.WriteLine("{0} of {1}", card.FaceValue, card.Suit)
Next
End Sub
End Module
' The example displays output like the following:
' Six of Diamonds
' King of Clubs
' Eight of Clubs
' Seven of Clubs
' Queen of Clubs
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