访问静态随机实例对性能有何影响[重复]答案

【问题标题】：What's the performance hit for accessing a static random instance [duplicate]访问静态随机实例对性能有何影响[重复]
【发布时间】：2012-12-27 08:51:21
【问题描述】：

可能重复：
Random number generator only generating one random number
class System.Random .. why not static?

我有一个名为 RandomGenerator 的公共静态类，它只有一个值 public static random = new Random();

这就是它的样子

    public static class RandomGenerator
    {
        public static Random random = new Random(); 
    }

我必须这样做，因为当我的代码访问随机数时，它会生成太多重复副本（我相信这与 Random 在内存中的位置有关）

上面的代码效果很好！我的代码每次调用时都会生成一个真正的随机值。我的问题是为什么随机不是 C# 语言的内置静态函数？是因为以这种方式访问某些东西会导致性能下降吗？我编写代码的方式是否存在明显的性能问题？

【问题讨论】：

离题：似乎每隔一段时间有人遇到他们不理解的设计决策并询问 SO，“性能”是他们最好的猜测。 为什么？
更具体地说，每次调用它都会返回一个Random 的实例。要获取随机值，您无需创建新实例。只需调用Next 方法之一
@delnan，可能是因为它是代码启动时唯一明显的问题......即静态方法/属性测试起来非常痛苦（因此可能导致性能问题）这一事实很难预期，而每个人都看到程序很慢......
@AlexeiLevenkov 但这不仅仅是关于static 或任何其他单一问题。它无处不在。每个人都在做这样的 API，我也应该这样做吗？当然，性能上存在重要差异。 -- 为什么 C++ 需要分号？是为了表演吗？ ——为什么圆是圆的？它对性能有帮助吗？
@delnan 那是不必要的。事实上，正如我在问题中解释的那样，我确实了解为什么我想做这样的事情背后的设计方面。我不明白为什么在 C# 中没有一个类为我做这件事，我推测这可能是因为它导致了某种类型的性能问题。我现在知道情况并非如此，这要归功于 SO 更有帮助的成员。感谢您完全没有建设性的评论，它已被标记。

标签： c# oop class random static

【解决方案1】：

MSDN 写了以下关于 Random 构造函数的内容：

默认种子值来自系统时钟，具有有限的解析度。结果，在通过调用默认构造函数的紧密继承将具有相同的默认种子值，因此，将产生相同的随机数集。这个问题可以通过使用单个随机对象生成所有随机数。你也可以解决它通过修改系统时钟返回的种子值，然后将这个新的种子值显式地提供给 Random(Int32) 构造函数。

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/h343ddh9.aspx

【讨论】：

我应该看看 MSDN 文档，这将是我下次的第一站。这正是我想要的，谢谢。

【解决方案2】：

您所描述的问题与随机或非静态无关。我想您正在创建 Random 实例，然后从该实例中获取随机值。这样，每个 Random 都是使用默认种子创建的，默认种子是当前时间，具有秒精度。由于 Random 实例是使用相同的种子创建的，因此在几秒钟内您获得了相同的值。

【讨论】：

不是只有一个实例吗？
@delnan Random 不是单例。
但是RandomGenerator.random 是static。
@delnan 当你有静态实例时，你会在调用 Next 时得到不同的值
哦，您是在解释为什么他在不断创建新的Random 实例时总是得到相同的数字？在这种情况下，您的回答是有道理的，但不符合问题。

【解决方案3】：

它本身不是静态的，因为 .Net 中的“随机”数字并不是真正随机的——它们是“伪随机”，这意味着它们对于统计来说足够随机，但对于密码学来说不够随机。也就是说，它们均匀分布在一个范围内，但给定种子参数，您可以预测下一个“随机”值将是什么。这就是为什么您必须实例化 Random 类（就像您在上面所做的那样）以获得随机数 - 您需要创建一个新实例，为其播种（如果您不手动播种，它会使用当前时间戳） )，然后得到“下一个”随机值。如果您使用相同的值作为 Random 类的种子，它将产生相同系列的“随机”数字 - 使用系统时间作为种子非常有效，因为它总是在变化，但很容易猜到。

拥有像这样的静态“随机”类是获得随机值的一种方法，无需在每次需要时都实例化新对象，但您在这里所做的只是实例化一个新副本。一种更有效地做到这一点的方法可能是这样的：

类随机数 { 静态只读随机 r = new Random();

    public static Int32 GetNext(int maxValue)
    {
        return r.Next(maxValue);
    }

    public static Int32 GetNext()
    {
        return r.Next();
    }
}

这样，您只需实例化一次，并且您将继续重用该实例 - 每次您想要一个新的随机数时，只需调用静态类的 GetNext 方法（指定或不指定上限），你会得到一个新号码。

【讨论】：

(1) 它们是 PRNGs 如何成为非静态的理由？ (2) 你似乎自相矛盾。您提出这个问题是因为Random 不是静态的，但继续说是解决问题的一种方法（并且没有说出任何其他缺点）。
Random 本身并不是静态的，它是实例化的——我会澄清我的答案。
我不认为那部分不清楚。
谢谢，这是一个非常好的答案。
@delnan：也许这就是我的设计知识崩溃的地方——我一直觉得“随机”不是静态的，以迫使开发人员承认它的非随机性，但也许这不是这个案子，还有其他一些设计决定的原因。在 VB 类中，您可以只使用 Rand，它会获取一个新的随机数，尽管您可以选择手动播种生成器（我知道这不是一个完美的例子） - 为什么要更改为 .NET？既然随机种子本身与系统时间一样，为什么它不能作为一个静态的、本机地做这里正在做的事情？