Насколько случайным является Random.Next()?

Question

Я проводил некоторое тестирование класса Random и использовал следующий код:

while (x++ <= 5000000)
{
    y = rnd.Next(1, 5000000);
    if (!data.Contains(y))
        data.Add(y);
    else
    {
        Console.WriteLine("Cycle {2}: Repetation found for number {0} after {1} iteration", y, x, i);
        break;
    }
}

Я продолжал изменять максимальный предел rnd (т. е.5000000) и я изменил количество итераций и получил следующий результат:

1) if y = rnd.Next(1, 5000) : The average is between 80 to 110 iterations
2) if y = rnd.Next(1, 5000000) : The average is between 2000 to 4000 iterations
3) if y = rnd.Next(1, int.MaxValue) : The average is between 40,000 to 80,000 iterations.

Почему я получаю эти средние значения, т.е.из 10 раз, когда я проверял каждое значение, в 80% случаев я попадал в этот средний диапазон.Я не думаю, что мы можем назвать это близким к Случайности.

Что я могу сделать, чтобы получить достаточно случайное число?

Answer 1

Вы не проверяете циклы.Вы проверяете, сколько времени потребуется, чтобы получить случайное число, которое у вас было раньше.Это полностью отличается.Ваши цифры подходят для проверки того, сколько времени потребуется, чтобы получить случайное число, которое у вас было раньше.Посмотрите в Википедии в разделе «Парадокс дня рождения» диаграмму вероятности столкновения после определенного количества итераций.

По совпадению, на прошлой неделе я написал статью в блоге именно на эту тему.Он выйдет в свет 22 марта; смотри мой блог тогда подробности.

Если вы хотите проверить длину цикла генератора псевдослучайных чисел, вам нужно искать не число у тебя уже было раньше, а скорее, длинная точная последовательность чисел, которые у вас были раньше.Есть несколько интересных способов сделать это, но мне, вероятно, будет проще просто рассказать вам:длина цикла Random составляет несколько миллиардов, поэтому вы вряд ли сможете написать программу, обнаруживающую этот факт.Вам придется хранить много чисел.

Однако длина цикла — не единственная мера качества генератора псевдослучайных чисел.Помните, ГПСЧ не случайный, они есть предсказуемый, и поэтому вам нужно очень тщательно подумать о том, какова ваша метрика «случайности».

Дайте нам более подробную информацию:почему тебя волнует, насколько «случайным» является Рэндом?Какое приложение вы используете, что вас волнует?Какие аспекты случайности важны для вас?

Answer 2

Вы предполагаете, что случайность выше, если числа не повторяются.Это неправда.

Настоящая случайность не имеет памяти.Когда вы выбираете следующее число, шанс получить то же число снова так же высок, как и любое другое число в диапазоне.

Если бросить кубик и получить шестерку, а затем бросить кубик еще раз, шансов снова получить шестерку не меньше.Если вам случайно выпали две шестерки подряд, это не значит, что игральная кость сломана.

Случайность в классе Random, конечно, не идеальна, но ваш тест показывает не это.Он просто показывает явление, которое вы получаете с каждым генератором случайных чисел, даже если на самом деле он создает настоящие случайные числа, а не просто псевдослучайные числа.

Answer 3

Вы судите о случайности по повторяющимся парам, а это не лучший тест на случайность.Повторы, которые вы видите, сродни парадоксу дня рождения: http://en.wikipedia.org/wiki/Birthday_problem, где повторяющееся событие может произойти при небольшом размере выборки, если вы не ищете конкретное событие.

Answer 4

Согласно документации по адресу http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.random.aspx

Чтобы сгенерировать криптографически безопасное случайное число, подходящее для создания случайного пароля, например, используйте класс, производный от Система.Безопасность.Криптография ..::.Генератор случайных чисел такие , как Система.Безопасность.Криптография ..::.RNGCryptoServiceProvider.

Answer 5

Компьютер не может сгенерировать реальное случайное число.если вам нужно реальное случайное число (Дэвид дал вам лучший вариант из dot net framework) вам нужен внешний случайный источник.