(21)多线程实例应用:双色球(6红+1蓝)

一、需求

   1.双色球: 投注号码由6个红色球号码和1个蓝色球号码组成。

   2.红色球号码从01--33中选择,红色球不能重复。

   3.蓝色球号码从01--16中选择。

   4.最终结果7个号码：6+1；即33选6(红)+ 16选1(蓝)

   5.产品:
       能用；用户放心使用;
       原则：靠运气，不能有暗箱操作，号码开奖的随机性。

   6.做法思路：
       （1）从左往右---有序变化
       （2）从右往左---有序变化
       （3）同一时刻，球号码都变化~~
       （4）可以做到让所有的球都变化，且都是相互独立的变化，随机性（推荐）

二、程序

1、界面:6个红球label显示LblRedNum1-LblRedNum6，一个蓝球LblBlue。
两个Button,BtnStart与BtnStop。一个listBox1.

2、代码：

        private string[] redNums = Enumerable.Range(1, 33).Select(i => i.ToString("00")).ToArray();
        private string[] blueNums = Enumerable.Range(1, 16).Select(i => i.ToString("00")).ToArray();
        private object lockObj = new object();
        private List<Task> tasks = new List<Task>();
        private CancellationTokenSource cts;

        private async void BtnStart_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            BtnStart.Enabled = false;
            BtnStop.Enabled = true;
            cts = new CancellationTokenSource();
            CancellationToken ct = cts.Token;

            //初始化，置00
            foreach (Label lbl in Controls.OfType<Label>().Where(b => b.Name.Contains("Red")))
            { lbl.Text = "00"; }

            //开7个线程
            foreach (Label lbl in Controls.OfType<Label>())
            {
                if (lbl.Name.Contains("Blue"))
                {
                    tasks.Add(Task.Run(async () =>//蓝球显示
                    {
                        while (!ct.IsCancellationRequested)
                        {
                            await Task.Delay(200);
                            string strBlue = blueNums[GetRandom(0, 16)];
                            lbl.Invoke(new Action(() =>
                            {
                                lbl.Text = strBlue;
                            }));
                        }
                    }));
                }
                else
                {
                    tasks.Add(Task.Run(async () =>//红球显示
                     {
                         while (!ct.IsCancellationRequested)
                         {
                             await Task.Delay(200);
                             int idx = GetRandom(0, 33);
                             string strRed = redNums[idx];
                             lock (lockObj)
                             {
                                 List<string> list = GetCurNumList();
                                 if (!list.Contains(strRed))
                                 {
                                     lbl.Invoke(new Action(() => { lbl.Text = strRed; }));
                                     redNums[idx] = strRed;
                                 }
                             }
                         }
                     }));
                }
            }

            await Task.Run(() =>//任务取消时显示
                 {
                     Task.WaitAll(tasks.ToArray());
                     Invoke(new Action(() =>
                     {
                         List<string> list = new List<string>();
                         foreach (Label lbl in this.Controls.OfType<Label>().Where(b => b.Name.Contains("Red")))
                         {
                             list.Add(lbl.Text);
                         }
                         list.Sort();
                         list.Add(LblBlue.Text);
                         listBox1.Items.Add(string.Join(",", list.ToArray()));
                     })
                     );
                 });
        }

        private List<string> GetCurNumList()//返回当前红球列表
        {
            List<string> list = new List<string>();
            foreach (Label lbl in this.Controls.OfType<Label>().Where(b => b.Name.Contains("Red")))
            { Invoke(new Action(() => { list.Add(lbl.Text); })); }

            return list;
        }

        private int GetRandom(int min, int max)//产生强随机数
        {
            byte[] bytes = new byte[4];
            using (var rng = RandomNumberGenerator.Create())
            { rng.GetBytes(bytes); }

            int seed = BitConverter.ToInt32(bytes, 0);
            return new Random(seed).Next(min, max);
        }

        private void BtnStop_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            cts.Cancel();
            BtnStart.Enabled = true;
            BtnStop.Enabled = false;
        }

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        { BtnStop.Enabled = false; }

三、细节

   1、创建两个数组，根据随机产生的索引，从而得到随机的数。
       比如，随机产生索引3，那么对于红球redNum[3]就是随机的产生的数

       随机数用强随机数。根据自定义返回对应的字节。因为需要种子seed是int，所以需要4个字节即可，然后用BitConvert静态函数转换得取seed，从而产生较为真实的随机数。

   2、蓝球用一个线程，红球用6个线程同时运行。
       蓝球，不用管。
       红球来自01-33不能重复，因此每次都得从6个红球中比较是否有相同的，相同则再次重新产生，直到得到6个不同的数为止。
       6个线程一样这样操作，但容易竞争，比如都比较出与当前6个label数字不一样的，但这两个线程都产生的是相同的数字，比如是5，那么最后就会有重复的情况，为此设置互斥锁，产生数字时只准一个线程进去，改变当前label列表后，再退出，第二个线程再进去比较，得出不同后更新列表，再退出，如此循环，可使当前label的数字一直不同。

   3、结果显示。
       为了防止死锁，开一个子线程来等待前面7个线程的结束，并使用await防止假死。

       另外，对6个红球排序后，把蓝球放在最末，加入listbox1显示。（不能全部排序，红蓝是两部分）