每次将 RNG 种子增加 1 是否确保不会获得相同的连续值？

Question

我有机会看到一些有趣的代码，要么被用作愚人节玩笑（4 月 1 日更新为 public），要么只是一个错误，因为有人不明白如何使用随机数生成器。

问题与 Random class 作为 .NET/C# 的一部分有关，但也许其他 RNG 的工作方式相同。

我找到的代码的简化版本，去掉所有不必要的细节后，看起来像这样：

for ( int i = startI; i < stopI; ++i ) {
    int newValue = new Random( i ).Next( 0, 3 ); // new RNG with seed i generates a single value from 3 options: 0, 1 and 2
    // rest of code
}

我在 LINQPad 中对该代码进行了运行简单测试，看看我在程序中观察到的是否只是我的 "luck"，或者这是否真的是 RNG 使用这种方式的方式。这是代码：

int lastChoice = -1;
int streakLength = -1;

for ( int i = 0; i < 100000000; ++i ) {
    int newChoice = new Random( i ).Next( 0, 3 );
    if ( newChoice == lastChoice ) {
        streakLength++;
        ( i + ";" + lastChoice + ";" + streakLength ).Dump();
    } else {
        lastChoice = newChoice;
        streakLength = 1;
    }
}

"The End".Dump();

（Dump() 方法只是将值打印到屏幕上）

运行宁此 "script" 的结果只是 "The End"，仅此而已。这意味着，对于生成随机值的 100M 个周期，没有一次能够生成相同的连续值，当只有其中的 3 个作为选项时。

所以回到我的标题问题 - 每次增加 RNG 的种子（特别是 .NET/C#'s Random class，但也欢迎一般性回答）（整数）随机数生成将确保不会出现重复的连续值？或者这只是纯粹的运气？

Answer 1

您表现出的行为取决于 PRNG。

对于许多 PRNG，包括线性 PRNG，例如在 .NET Framework 中实现的 System.Random，如果您使用连续种子初始化 PRNG 的两个实例，它们产生的数字序列可能与每个 PRNG 相关其他，即使这些序列中的每一个都会自己产生随机行为的数字。您在问题中描述的行为只是其中一种可能的结果。

特别是 System.Random，这种现象在“A Primer on Repeatable Random Numbers”中有更详细的描述。

然而，其他 PRNG 为每个种子提供了自己独立的伪随机数序列（一个例子是 SFC64 和基于计数器的 PRNG；参见，例如，“平行随机数：与 1、2、3 一样简单”），并且一些 PRNG 可以“向前跳跃”大量步骤以生成彼此独立的伪随机数序列。

另请参阅：

每次将 RNG 种子增加 1 是否确保不会获得相同的连续值？

Does increasing RNG seed by 1 each time ensure not getting same consecutive values?

c#

random

random-seed