C# 基于 RFC4122 版本4规范的 UUID 生成

using System;
using System.Text.RegularExpressions;

namespace UUIDGenerator
{
    public static class CryptoUtils
    {
        private static readonly string UUID_V4_TEMPLATE = "10000000-1000-4000-8000-100000000000";
        private static Random random = new Random();

        // Generates a random number between 0 and 15
        private static int RandomWord()
        {
            return random.Next(0, 16);
        }

        // Generates RFC4122 version 4 guid
        public static string GenerateUUIDv4()
        {
            return Regex.Replace(UUID_V4_TEMPLATE, "[018]", (Match m) => 
            {
                var c = Convert.ToInt32(m.Value, 16);
                var r = RandomWord() & 15;
                var v = (c ^ r) & 15;
                if (m.Value == "8")
                {
                    v = v & 0x3 | 0x8;
                }
                return v.ToString("X");
            });
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string uuid = CryptoUtils.GenerateUUIDv4();
            Console.WriteLine($"Generated UUID: {uuid}");
        }
    }
}

1. private static readonly string UUID_V4_TEMPLATE = "10000000-1000-4000-8000-100000000000";

   • 这行定义了一个UUID的模板字符串，其中的数字将被随机生成的数字替换以创建一个新的UUID。

2. private static Random random = new Random();

   • 这行创建了一个Random对象，用于生成随机数。

3. private static int RandomWord()

   • 这是一个辅助方法，用于生成一个0到15之间的随机数。

4. public static string GenerateUUIDv4()

   • 这是主要的静态方法，用于生成符合RFC4122版本4规范的UUID。

5. return Regex.Replace(UUID_V4_TEMPLATE, "[018]", (Match m) =>

   • 这行使用正则表达式替换模板中的所有'1'、'0'和'8'字符。对于每个匹配项，它会调用一个匿名函数来生成替换值。

6. var c = Convert.ToInt32(m.Value, 16);

   • 这行将当前匹配到的字符（'1'、'0'或'8'）转换为十六进制数。

7. var r = RandomWord() & 15;

   • 这行生成一个随机数并与15进行位与操作（AND）。这确保了结果是一个0到15之间的数，因为15的二进制表示是1111，这样可以保留随机数低四位的值。

8. var v = (c ^ r) & 15;

   • 这行首先进行异或操作（XOR），将c与随机数r异或，然后再次与15进行位与操作。这样做是为了确保结果仍然是一个0到15之间的数。

9. if (m.Value == "8")

   • 如果当前匹配到的字符是'8'，则执行以下操作：

10. v = v & 0x3 | 0x8;

    • 这行首先将v与3进行位与操作，然后与8进行位或操作（OR）。这是因为在UUID版本4中，第13位字符（我们用'8'表示）必须是8、9、A或B中的一个。位与操作v & 0x3确保了最高两位是00，然后位或操作| 0x8设置第三位为1，从而确保了这个字符是8、9、A或B中的一个。

11. return v.ToString("X");

    • 最后将计算出来的值转换为十六进制字符串，并返回。

这些步骤共同确保了生成的UUID符合RFC4122版本4规范，并且具有高度的随机性和唯一性。

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