F# 随机
最后修改时间 2025 年 5 月 1 日
在本文中，我们将展示如何在 F# 中生成随机值。在 .NET 中，内置的 Random 类用于生成随机值。
Random 代表一个伪随机数生成器，它是一种生成满足随机性某些要求的数字序列的算法。
随机数生成器
随机数生成器 (RNG) 产生一组在外观上不显示任何可区分模式的值。
我们有两种随机数生成器：硬件随机数生成器和伪随机数生成器。硬件随机数生成器被认为能产生真正的随机数。伪随机数生成器基于软件算法生成值；它们生成看起来随机的值。但是，如果算法已知，这些值是确定的，并且可以被复制。
随机生成器用于密码学、赌博、游戏和模拟。
为了改进伪随机数生成器，操作系统会使用从设备驱动程序、用户输入延迟或一个或多个硬件组件的抖动收集的环境噪声。这是密码学安全的伪随机数生成器的核心。
种子
种子是初始化随机数生成器的值。随机数生成器通过对先前生成的值执行某些操作来生成值。当算法启动时，种子是生成器操作的初始值。生成器的关键部分是提供一个接近真正随机数的种子。
let rnd = Random()
构造函数创建一个带有默认种子的随机数生成器。
F# 随机 Next
Next 函数返回一个随机整数。我们可以为随机数指定下限和上限。
open System
let rnd = new Random()
for _ in 1..20 do
let r = rnd.Next(1, 100)
printf "%d " r
printfn ""
在程序中，我们生成 20 个随机整数。
open System
Random 类位于 System 命名空间中。
let r = rnd.Next(1, 100)
下界是包含的，上界是不包含的。
λ dotnet fsi main.fsx 29 41 92 36 10 4 41 18 17 62 9 60 58 69 11 4 44 12 31 98
F# 随机选择元素
在下面的示例中，我们从列表中选择一个随机元素。
open System let words = ["sky"; "cup"; "tall"; "falcon"; "cloud"] let rnd = Random() let re = words |> List.item (rnd.Next(words.Length)) printfn "%s" re
在程序中，我们从单词列表中选择一个随机字符串。
let re = words |> List.item (rnd.Next(words.Length))
我们将一个随机索引传递给 List.item 函数。Next 函数的上界是列表的大小。
λ dotnet fsi main.fsx cloud
下一个示例选择几个随机值。
open System let rnd = new Random() let vals = [ 1..100 ] let idx = [ for _ in 1..7 -> rnd.Next(0, 100) ] let res = idx |> List.map (fun e -> (List.item e vals)) printfn "%A" res
我们从整数列表中随机选择七个值。
let vals = [ 1..100 ]
使用范围运算符，我们创建了一个从 1 到 100 的整数列表。
let idx = [ for _ in 1..7 -> rnd.Next(0, 100) ]
在第二步中，我们生成七个随机索引。
let res = idx |> List.map (fun e -> (List.item e vals))
使用 List.map 和 List.item，我们使用生成的随机索引从 vals 列表中选择七个值。
λ dotnet fsi main.fsx [84; 11; 68; 29; 87; 34; 61]
F# 生成随机值列表
在下一个示例中，我们创建一个新的随机值列表。
open System
let rnd = Random()
let rndVals =
[ for i in 0..100 do
rnd.Next(1, 101) ]
printfn "%A" rndVals
创建了一个包含一百个从 1 到 100 的随机整数的列表。
let rndVals =
[ for i in 0..100 do
rnd.Next(1, 101) ]
该列表是使用 F# 列表推导式创建的。
λ dotnet fsi main.fsx [79; 7; 33; 66; 85; 44; 31; 97; 3; 43; 93; 53; 45; 68; 83; 46; 59; 58; 17; 63; 80; 94; 98; 11; 65; 82; 41; 49; 100; 58; 54; 88; 53; 88; 50; 8; 55; 11; 21; 42; 20; 17; 41; 51; 98; 90; 32; 51; 60; 15; 65; 94; 78; 32; 49; 5; 28; 38; 39; 12; 43; 45; 5; 34; 67; 34; 96; 53; 86; 83; 75; 81; 88; 55; 25; 87; 47; 74; 54; 11; 93; 31; 97; 49; 32; 31; 29; 95; 87; 78; 44; 31; 33; 66; 38; 74; 50; 1; 9; 51; ...]
在下一个示例中，我们创建了一个随机选择列表。
open System
type Choice =
| A
| B
| C
let getVal () =
match Random().Next(1, 4) with
| 1 -> A
| 2 -> B
| _ -> C
let chx = [ for _ in 1..7 -> getVal () ]
printfn "%A" chx
该程序生成一个随机选择的自定义类型列表。
type Choice = | A | B | C
通过判别联合，我们定义了一个自定义的 Choice 类型。我们想要这些类型的随机列表。
let getVal () =
match Random().Next(1, 4) with
| 1 -> A
| 2 -> B
| _ -> C
我们定义了一个使用匹配表达式和 Next 函数来获取新的随机 Choice 值的函数。
let chx = [ for _ in 1..7 -> getVal () ]
getVal 函数在列表推导式中被调用，以构建一个新的随机选择列表。
λ dotnet fsi main.fsx [B; C; C; C; C; C; A]
F# 随机无尽序列
下面的例子从一个无尽的随机序列中选择一些随机值。
open System
let rnd = Random()
let randomVals =
seq {
while true do
yield rnd.Next(100)
}
let firstTenRandom =
randomVals
|> Seq.truncate 10
|> Seq.sort
|> Seq.toList
printfn "%A" firstTenRandom
我们定义了一个从 1 到 100 的无尽随机整数序列。从这个序列中，我们选择十个值。
let randomVals =
seq {
while true do
yield rnd.Next(100)
}
while 循环用于创建无尽序列。yield 在每次循环中返回一个新项。
let firstTenRandom =
randomVals
|> Seq.truncate 10
|> Seq.sort
|> Seq.toList
使用 Seq.truncate，我们从序列中获取十个值。我们使用 Seq.sort 对值进行排序，并使用 Seq.toList 将其转换为列表。
λ dotnet fsi main.fsx [15; 51; 52; 61; 77; 77; 78; 81; 87; 90]
在本文中，我们用 F# 语言生成了随机值。