Rastgele Sayılar Sorunsalları

Forumlarda sürekli sorulan sorular bölümümün ilk konusunu için bu konuyu seçtim. Genellikle rastgele sayı üretmek sorularına verilen cevaplar yanlış veya eksik bilgiler içermektedir. Bu yazıda en sık karşılaşılan iki problemi ele alıyor olacağım.

SORU : "Sürekli aynı sayı üretiliyor"

Kısaca nedeni : Seed kavramı.

NOT: En son .NET güncellemelerinde seed değerinin üretilme mantığı değiştirildi. Bu kısım güncel .NET sürümleri için geçerli değildir.

Günümüzde bilgisayar dediğimiz cihaz teknik olarak "rastgele" bir sayı üretebilme yeteneğine sahip değildir. Şöyle düşünelim, hazır bir Random sınıfı olmasaydı nasıl bir kodla rastgele gibi görünen sayılar üretebilirdik. Bunun en pratik cevabı zaten hali hazırda rastgele gibi duran sayıları önceden hazırlayıp onların arasından kullanıcıya vermek olurdu. Fakat bu durumda da sayılar hep aynı sırayla aynı şekilde geliyor olurdu. Bunu engellemek için yine yapabileceğimiz en basit yöntem tüm bilgisayarlarda sürekli olarak değişen zaman bilgisini kullanmak olacaktır. .net de bu kurduğumuz yapıya benzer olarak rastgele sayı üretecek fonksiyonunu sürekli olarak zaman bilgisi argümanı ile çalıştırmaktadır. (.net içerisinde kriptografik rastgele sayı üreticileri de bulunmaktadır)

Hatalı kod:

for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    var random = new Random();
    Console.WriteLine(random.Next());
}

Bu kodun çıktısı:

Doğru kod:

var random = new Random();
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    Console.WriteLine(random.Next());
}

Bu kodun çıktısı:

Burada ne değişti? Random sınıfının yapıcı (constructor) methodu aslında int tipinde bir seed bilgisi almaktadır. Bu bilgi verilmediğinde ise varsayılan olarak sistem zamanı kullanılmaktadır. For döngüsü ise oldukça hızlı çalıştığından bu zaman bilgisinin değişmeden sürekli aynı seed bilgisi ile sayı üretmektedir. Örneğin "doğru" olarak işaretlediğim kodda yapıcı methodu şu şekilde değiştirin : new Random(1111) bu durumda döngüyü ne zaman çalıştırırsanız çalıştırın aynı 100 sayıyı aynı sırayla elde edeceksiniz.

İpucu: Oyun geliştiriyorsanız ve oyununuz rastgele olaylar üzerine kurulu ise oyuncuların kaydet/yükle şeklinde hile yapmasını istemiyorsanız her oyunu yeni bir seed değeri ile başlatabilirsiniz. Bu durumda tüm rastgele olaylar oyun kayıttan yüklense bile aynı sırada yaşanacaktır.

Güncelleme
.NET'in güncel sürümleri bu problemi çözmek için yeni bir yöntem sunuyor. Random.Shared ihtiyaç duyduğunuzda size global bir instance sunuyor.


for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    Console.WriteLine(Random.Shared.Next());
}

SORU : "Tekrarsız rastgele sayı üretmek istiyorum"

Bu soruda oldukça fazla soruluyor. Ama aslında beni sıkan bu soruya verilen yanıtlar oluyor. Çünkü genellikle şu yanıtı görürsünüz : "bir dizi oluştur, bu dizide varsa tekrar bak", evet bu görece doğrudur. Fakat, üretmeniz gereken sayı miktarı arttığında bu yöntem performans olarak oldukça kötü olacaktır. Biraz daha iyi kod yazmak gerekirse:

//Kötü kod
public static IList<int> TekrarsizSayiUretKotu(int uretilecekAdet, int baslangic, int bitis)
{
    var sayilar = new List<int>();
    var random = new Random();
    do
    {
        var uretilen = random.Next(baslangic, bitis);
        if (sayilar.Contains(uretilen))
        {
            continue;
        }
        sayilar.Add(uretilen);
    } while (sayilar.Count < uretilecekAdet);
    return sayilar.ToList();
}

// Daha iyi kod
public static
 IList<int> TekrarsizSayiUret(int uretilecekAdet, int baslangic, int bitis)
{
    var sayilar = new HashSet<int>();
    var random = new Random();
    do
    {
        sayilar.Add(random.Next(baslangic, bitis));
    } while (sayilar.Count < uretilecekAdet);
    return sayilar.ToList();
}

Her iki metodu basitçe

void Main()
{
    var sonuc = TekrarsizSayiUret(100000, 1, 100000001);
}

şeklinde kronometre ile test ettiğimde. HashSet kullanımında 100.000 sayı üretimi için 0,006saniye gerekirken bu List kullanımında 7,68saniye sürdü. Çok daha hızlı bir yöntem bulursanız bana yazarsanız sevinirim.

Buradaki fark HashSet'in kullandığı kovalama yönteminden kaynaklanıyor. Hangi koleksiyon tipinin hangi senaryolarda kullanılması gerektiği de başka bir yazının konusu olsun.

Not : HashSet gibi ISet uygulanmış koleksiyon sınıflarında aynı eleman iki defa bulunamaz. Aynı eleman ikinci defa eklenmeye çalışıldığında Add metodu geriye false değeri döner.

SORU : "Sürekli aynı sayı üretiliyor"

SORU : "Tekrarsız rastgele sayı üretmek istiyorum"

Bir cevap yazın Cevabı iptal et