Nel .net framework non poteva di certo mancare una classe per gestire i numeri random (casuali), questa è la classe System.Random, la quale ci permette di generare numeri casuali interi, double o riempire array di byte. Possiamo specificare anche un valore massimo, o un range di valori nel quale il nostro numero casuale deve ricadere.
Tramite la classe Random generare numeri casuali in C# è davvero un gioco da ragazzi, dobbiamo porre però attenzione a questo argomento, poichè nasconde un'insidia, infatti è bene sapere che la classe Random permette di generare numeri pseudo-casuali, i numeri generati non sono completamente casuali, poiché sono generati da un'algoritmo matematico (algoritmo sottrattivo) che per sua natura stessa non può essere casuale.
La genereazione di un numero casuale avviene partendo da un valore d'inizializzazione, detto seme, scegliendo sempre lo stesso seme si otterrà sempre la stessa sequenza di numeri pseudo-casuali, proprio perchè generati da un'algoritmo matematico. Per ottenere dei numeri veramente casuali è necessario variare il valore del seme in base ad un qualche fattore, molto utile potrebbe essere il fattore tempo, affidandoci magari al clock di sistema.
Andiamo a vedere come usare la classe Random per generare numeri casuali in C#, facendo bene distinzione tra quelli pseudo-casuali e quelli casuali puri.
Generari numeri pseudo-casuali
Generare un numero pseudo-casuale in C# è davvero facilissimo, basta instanziare la classe Random e richiamare gli opportuni metodi, come illustrato nelle righe di codice sottostante:
//creo l'ogetto random (costruttore senza parametri)
Random random = new Random();
//ritorna un numero casuale non negativo
int nun = random.Next();
//ritorna un numero casuale compreso tra zero e novanta
int num2 = random.Next(90);
//ritorna un numero casuale compreso tra 1 e 10
int num3 = random.Next(1, 10);
l'oggetto random viene creato invocando il costruttore di default (senza parametri), in questo caso il .net framework come seme iniziale userà un valore ricavato dal clock di sistema, se l'intervallo temporale è troppo breve, la sequenza di numeri casuali generata sarà la stessa, provate ad esempio ad invocare il metodo Next di random dentro un breve ciclo for, vi accorgerete che la sequenza di numeri generata è identica, proprio perchè il clock di sistema è limitato, e nel "breve" arco di tempo in cui si ripete il ciclo for restituirà sempre lo stesso valore del seme iniziale. Ecco perchè i numeri generati in questo modo vengono detti pseudo-casuali e non casuali, poichè dipendono da un'algoritmo matematico e da un valore seme d'inizializzazione. Il loro uso è comunque accettabile nella stragrande maggioranza dei casi in cui si voglia generare un numero (o più di uno), da un insieme finito di elementi che abbia la stessa probabilità di uscita di tutti gli altri.
Generari numeri pseudo-casuali
Allora come fare per generare numeri casuali puri? La classe Random oltre al costruttore di default senza parametri, ne possiede un'altro che accetta come parametro un intero con segno che non è altro che il valore del seme, possiamo quindi andare ad agire sul seme d'inizializzazione instanziando l'ogetto random con un valore fornito nel modo più casuale possibile, e per far ciò abbiamo due strade, la prima è quella di generare il seme in modo casuale a sua volta, la seconda è quella di generare il seme basandoci su un fattore temporale che sia il più breve possibile, e cosa c'è di meglio se non sfruttare i millisecondi del clock di sistema, faremo in questo modo:
Random random = new Random((int)DateTime.Now.Millisecond);
basandoci su un'arco temporale così ristretto possiamo stare ragionevolmente certi che la generazione del seme sia diverso di volta in volta, generando pertanto numeri casuali abbastanza puri.
NOTA: Ovviamente stiamo considerando un caso potenzialmente reale, dove il seme viene ricreato al verificarsi magari di un click esterno, se invece come prima lo inseriamo dentro un ciclo for anche i millisencondi risultano troppo lunghi per generare un seme che porti a numeri casuali affidabili.
Oltre al classico metodo Next, la classe Random prevede altri due metodi per generare sequenze di numeri casuali in virgola o per riempire (fill) array di byte, richiamarli è semplicissimo, basta scrivere:
//ritorna un double compreso tra 0.0 ed 1.0
double num4 = random.NextDouble();
//riempie un array di byte di 100 elementi con dei numeri casuali
byte[] arrayNum = new byte[100];
random.NextBytes(arrayNum);
Il primo genera un numero casuale in virgola compreso tra zero ed uno, il secondo, dopo aver dichiarato l'array di bytes, riempie i suoi elementi con dei numeri casuali compresi tra 0 e 256.
Conclusioni
Sulla classe Random per generare numeri casuali col .net framework non c'è molto altro d'aggiungere, desidero lasciarvi con una piccolissima applicanzioncina windows per la generazione di un numero casuale scritta in tutta fretta in C#, che potete divertirvi a modificare per provare i concetti descritti in questo articolo.
Provate e sperimentate, e se vi và fatemi sapere i vostri pareri tramite i commenti, invece se dovreste prendere un bel terno con i numeri generati dall'esempio fatemi un fischio, come minimo merito una cena.