Random() 乘以 2^32 - 1 始终返回偶数最后一位数字

Question

我遇到过这种奇怪的行为，这可能最好用一个小例子来描述：Random R = new Random();for (int i = 0; i < 10_000; i++){    double d = R.NextDouble() * uint.MaxValue;}d现在，小数点前的最后一位数字始终是偶数，即int r = (int) (d % 10)始终是 0、2、4、6 或 8。不过，两边都有奇数位。我怀疑与uint.MaxValue(2^32 - 1) 相乘可能会在最后一位数字中强制出现一些舍入误差，但由于 double 具有超过 50 位的精度，因此这应该会击败 uint，在分隔符后保留大约 20 位。uint.MaxValue如果我在乘法之前显式存储为双精度值并使用它，也会发生此行为。有人可以阐明这一点吗？

Answer 1

这是.Net Random 类的缺陷。

如果您检查源代码，您将在私有方法的实现中看到以下注释GetSampleForLargeRange()：

      // The distribution of double value returned by Sample 

      // is not distributed well enough for a large range.

      // If we use Sample for a range [Int32.MinValue..Int32.MaxValue)

      // We will end up getting even numbers only.

这在 Next() 的实现中使用：

public virtual int Next(int minValue, int maxValue) {

  if (minValue>maxValue) {

      throw new ArgumentOutOfRangeException("minValue",Environment.GetResourceString("Argument_MinMaxValue", "minValue", "maxValue"));

  }

  Contract.EndContractBlock();

  long range = (long)maxValue-minValue;

  if( range <= (long)Int32.MaxValue) {  

      return ((int)(Sample() * range) + minValue);

  }          

  else { 

      return (int)((long)(GetSampleForLargeRange() * range) + minValue);

  }

}

但它不用于从返回的值NextDouble()（它只返回从Sample().

所以答案是NextDouble()分布不均匀。

您可以使用它RNGCryptoServiceProvider来生成更好的随机数，但创建双精度数有点麻烦。

static void Main()

{

    var R = new RNGCryptoServiceProvider();

    var bytes = new Byte[8];

    for (int i = 0; i < 10_000; i++)

    {

        R.GetBytes(bytes);

        var ul = BitConverter.ToUInt64(bytes, 0) / (1 << 11);

        var d  = ul / (double)(1UL << 53);

        d *= uint.MaxValue;

        Console.WriteLine(d);

    }

}