生成随机布尔值的最快方法

Question

因此,有几种方法可以在C#中创建随机bool:

• 使用Random.Next(): rand.Next(2) == 0
• 使用Random.NextDouble(): rand.NextDouble() > 0.5

真的有区别吗？如果是这样,哪一个实际上有更好的表现？还是有另一种我没看到的方式,可能更快？

Answer 1

第一个选项 - rand.Next(2)在幕后执行以下代码:

if (maxValue < 0)
{
    throw new ArgumentOutOfRangeException("maxValue",
        Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_MustBePositive", new object[] { "maxValue" }));
}
return (int) (this.Sample() * maxValue);

而对于第二种选择 - rand.NextDouble():

return this.Sample();

由于第一个选项包含maxValue验证,乘法和转换,因此第二个选项可能更快.

Answer 2

第二种选择的小增强:

根据MSDN

public virtual double NextDouble()

回报

双精度浮点数大于或等于0.0且小于1.0.

所以如果你想要一个均匀分布的随机bool你应该使用 >= 0.5

rand.NextDouble() >= 0.5

范围1:[0.0 ... 0.5 [
范围2:[0.5 ... 1.0 [
|范围1 | = |范围2 |

Answer 3

最快的。调用该方法Random.Next的开销较小。下面的扩展方法运行速度比 快 20%，比Random.NextDouble() > 0.5快 35% Random.Next(2) == 0。

public static bool NextBoolean(this Random random)
{
    return random.Next() > (Int32.MaxValue / 2);
    // Next() returns an int in the range [0..Int32.MaxValue]
}

比最快的还快。Random通过使用技巧，可以更快地使用该类生成随机布尔值。生成的 31 个有效位int可用于 31 个后续布尔产生式。下面的实现比之前宣布的最快的要快 40%。

public class RandomEx : Random
{
    private uint _boolBits;

    public RandomEx() : base() { }
    public RandomEx(int seed) : base(seed) { }

    public bool NextBoolean()
    {
        _boolBits >>= 1;
        if (_boolBits <= 1) _boolBits = (uint)~this.Next();
        return (_boolBits & 1) == 0;
    }
}

Answer 4

我用秒表进行了测试。100,000次迭代：

System.Random rnd = new System.Random();
if (rnd.Next(2) == 0)
     trues++;

CPU喜欢整数，因此Next（2）方法更快。3,700对7,500ms，这是相当可观的。另外：我认为随机数可能会成为瓶颈，即使在一个很小的场景中，我在Unity中每帧创建了大约50个帧，这明显降低了我的系统的速度，所以我也希望找到一种创建随机布尔值的方法。所以我也试过了

if (System.DateTime.Now.Millisecond % 2 == 0)
       trues++;

但是调用静态函数的速度甚至比9600ms还要慢。值得一试。最后，我跳过了比较，仅创建了100,000个随机值，以确保int vs. double比较不会影响经过的时间，但结果几乎相同。