为什么这个 Base36 随机字符串不使用 RandomNumberGenerator 随机分配字符

Question

我正在尝试使用 C# 生成一个随机的 Base36 字符串。我使用 RandomNumberGenerator 而不是 Random 因为代码需要是线程安全的。我有以下代码设置：

private readonly RandomNumberGenerator _random = RandomNumberGenerator.Create(); 

private string GenerateBase36Token(int length)
{
    string token = string.Empty;

    for (int i = 0; i < length; i++)
    {
        byte[] bytes = new byte[100];
        _random.GetBytes(bytes);
        token += ToBase36String(bytes)[0];
    }

    return token;
}

private string ToBase36String(byte[] toConvert)
{
    const string alphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
    BigInteger dividend = new BigInteger(toConvert);
    StringBuilder builder = new StringBuilder();

    while (dividend != 0)
    {
        BigInteger remainder;
        dividend = BigInteger.DivRem(dividend, alphabet.Length, out remainder);
        builder.Insert(0, alphabet[Math.Abs((int)remainder)]);
    }

    return builder.ToString();
}

这似乎可行，但从结果来看，很明显字符串并未均匀分布潜在字符。有很多重复的字母和数字很少出现。

问题是随机字符串的第一个字符，还是字符串的构建方式有问题？

Answer 1

如果您想坚持使用这种方法，我认为您应该使用模数而不是 DivRem。我这样做的动机是，如果你一直用一个大数除以一个小数，你会得到这样一种情况，即原始数字相对较高或较低（即 100，相对于一个大数）无关紧要).

例如，将这些数字作为输入（仅作为示例）： 36.000.000 作为您的股息，以及 10 作为你的除数。 ToBase36String 中的 while 循环将如下所示：

迭代 1：股息：36.000.000 余数：3.600.000

迭代 2：股息：3.600.000 余数：360.000

迭代 3：分红：360.000 余数：36.000

迭代 4：分红：36.000 余数：3.600

迭代 5：股息：3.600 余数：360

迭代 6：分红：360 余数：36

迭代 7：分红：36 余数：3

如果我们从 38.000.000 或 31.000.000 作为股息开始，那将无关紧要，因为由于整数除法的工作原理，迭代 7 无论如何都会得到 3 的余数。

我想表达的意思是，对我来说似乎没有必要为每个 base36 字符随机生成一个大于 36 的数字，而您的 GenerateBase36Token 方法会为每个字符创建 100 个字节的数据。

此外，我想知道为什么您需要 base36 字符，而 base64 是一种广泛使用和接受的数据编码格式。

tl;dr：一个快速简单的解决方案可能是只生成一个随机数据字节，并使用取模运算符而不是 DivRem 方法。

编辑：更新了您的代码

private readonly RandomNumberGenerator _random = RandomNumberGenerator.Create(); 

private string GenerateBase36Token(int length)
{
    string token = string.Empty;

    for (int i = 0; i < length; i++)
    {
        byte[] bytes = new byte[1]; //edited byte array size
        _random.GetBytes(bytes);
        token += ToBase36String(bytes)[0];
    }

    return token;
}

private string ToBase36String(byte[] toConvert)
{
    const string alphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
    int dividend = (int)toConvert[0];
    StringBuilder builder = new StringBuilder();

    int remainder;
    remainder = dividend % alphabet.Length; //edited DivRem method usage to modulo operator usage
    builder.Insert(0, alphabet[remainder]);

    return builder.ToString();
}

为什么这个 Base36 随机字符串不使用 RandomNumberGenerator 随机分配字符

Why isn't this Base36 random string using RandomNumberGenerator randomly distributing the characters

c#

random

base36