### 生成非重复随机数的方法
在软件开发中，生成一组非重复的随机数是一个常见的需求，尤其是在诸如抽奖系统、密码生成器等场景下。本文将详细介绍如何在C#中实现这一功能，并深入探讨其中涉及的关键技术和算法。
#### 1. 问题背景
在很多系统开发过程中，例如游戏开发或数据安全领域，都需要用到一组不重复的随机数。这些随机数可以用于生成唯一的ID、抽奖号码等。为了确保每次生成的随机数都是独一无二的，需要采取一定的策略来避免重复。
#### 2. 方法一：使用普通数组
在C#中，可以利用数组来存储这些随机数，并通过循环和条件判断来保证每个数都是唯一的。
```csharp
private int[] getRandomNum(int num, int minValue, int maxValue)
{
Random ra = new Random(unchecked((int)DateTime.Now.Ticks));
int[] arrNum = new int[num];
int tmp = 0;
for (int i = 0; i <= num - 1; i++)
{
tmp = ra.Next(minValue, maxValue); // 随机取数
arrNum[i] = getNum(arrNum, tmp, minValue, maxValue, ra);
// 取出值赋到数组中
}
return arrNum;
}
private int getNum(int[] arrNum, int tmp, int minValue, int maxValue, Random ra)
{
int n = 0;
while (n <= arrNum.Length - 1)
{
if (arrNum[n] == tmp) // 判断是否有重复
{
tmp = ra.Next(minValue, maxValue); // 重新随机获取
tmp = getNum(arrNum, tmp, minValue, maxValue, ra); // 递归处理
}
n++;
}
return tmp;
}
```
**解析**：
- `getRandomNum` 方法负责生成指定数量的随机数。
- `getNum` 方法用于检查当前生成的随机数是否已经在数组中存在。如果存在，则重新生成一个随机数并再次进行检查，直到得到一个未出现过的随机数为止。
#### 3. 方法二：使用泛型集合
除了使用数组外，还可以利用C#中的泛型集合来实现同样的功能。这种方式更加灵活且易于管理。
```csharp
private List<int> GetRandomArray(int num, int minValue, int maxValue)
{
Random ra = new Random(unchecked((int)DateTime.Now.Ticks));
List<int> arrNum = new List<int>();
int tmp = 0;
for (int i = 0; i <= num - 1; i++)
{
tmp = ra.Next(minValue, maxValue); // 随机取数
tmp = getRanDom(arrNum, tmp, minValue, maxValue, ra);
// 取出值赋到数组中
arrNum.Add(tmp);
}
return arrNum;
}
private int getRanDom(List<int> arrNum, int tmp, int minValue, int maxValue, Random ra)
{
foreach (int k in arrNum)
{
if (k == tmp) // 判断是否有重复
{
tmp = ra.Next(minValue, maxValue); // 重新随机获取
tmp = getRanDom(arrNum, tmp, minValue, maxValue, ra); // 递归处理
}
}
return tmp;
}
```
**解析**：
- `GetRandomArray` 方法使用`List<int>`作为容器，通过迭代的方式添加非重复的随机数。
- `getRanDom` 方法与之前的`getNum`类似，但这里使用了`foreach`循环来遍历列表。
#### 4. 性能考虑
在实际应用中，当需要生成的随机数较少时，这两种方法的性能差异不大。但是，随着所需随机数的数量增加，方法二可能会因为频繁的循环和递归调用而变得效率低下。此时，可以考虑使用其他算法，如Fisher-Yates洗牌算法来提高效率。
#### 5. 结论
本文介绍了两种在C#中生成非重复随机数的方法，一种是基于数组的实现，另一种是基于泛型集合的实现。通过对比分析，我们可以根据实际应用场景选择最适合的方法。在未来的工作中，我们还可以进一步探索更高效、更简洁的实现方式。
