在一个范围内生成一个随机数。无溢出。在 Java 中

Posted 2023-02-25

【中文标题】在一个范围内生成一个随机数。无溢出。在 Java 中

【英文标题】：Generating a random number within a range. Without Overlflow. In Java

【发布时间】：2014-05-18 00:33:51

【问题描述】：

请不要将此视为与以下内容的重复： How to generate random positive and negative numbers in java

我需要使用带有种子的随机数生成器。所以，我使用了 java.util.Random 类和带有种子的 constructor。

Random random = new Random(System.currentTimeMillis());

然后我使用了上面线程中给出的解决方案

int randomValue = random.nextInt(max - min + 1) + min;

但是，上述方案的问题是，如果min是一个很大的负数，max是一个很大的正数，那么(max - min + 1)会导致溢出。

应该有更好的解决方案。谁能指点我。

谢谢！

【问题讨论】：

确实是重复的除非您提供更多信息。

您好 devnull，我确实提供了为什么它不是重复的信息。原因是 (max - min + 1) 可能导致溢出。

@devnull：除非我弄错了，否则链接的答案不会涉及涉及Integer.MIN_VALUE 和Integer.MAX_VALUE 的假设情况，这看起来是一个有效的问题。

您可以将 max - min + 1 的结果分配给一个名为 range 的变量。然后使用 if 语句检查范围是否为负数或太大或任何导致溢出的原因

我强烈建议您学习 java.util.Random 的 Javadoc 和源代码。那里有丰富的信息可以让你轻松处理这个问题。如果max 和min 是ints，那么max-min 必须 适合long，而您真正想要做的就是生成64 个随机位，然后使用来自nextInt() 的技术应用于生成long 值。

【参考方案1】：

如何使用BigInteger 来避免int 溢出。你也可以使用

new BigInteger(int numBits, Random rnd)

用随机位创建一些BigInteger（直到numBits指定的位）。

所以只需计算您需要多少位（range.bitLength() 可能有用）检查随机值是否在指定范围内，因此如果值再次大于随机范围，如果一切正常，则返回随机值增加 min .

这是一些代码示例

public static int myRandom(int min, int max, Random r)
    if (max <= min)
        throw new RuntimeException("max value must be greater than min value: max="+max +", min="+min);

    BigInteger maxB = BigInteger.valueOf(max);
    BigInteger minB = BigInteger.valueOf(min);

    BigInteger range = maxB.subtract(minB);
    do
        BigInteger result = new BigInteger(range.bitLength(), r);
        if (result.compareTo(range)<=0)
            return result.add(minB).intValueExact();
    while(true);

【讨论】：

生成的随机函数可能不统一。

@assylias 我不确定我是否理解你所说的制服是什么意思（我不是以英语为母语的人：/），但从我在BigInteger(int numBits, Random rnd) constructor“... 均匀分布在 0 到 (2^numBits - 1) 的范围内，所以您能多说一下这段代码的问题吗？我真的犯了什么错误吗？

"如果值再次大于随机范围" =>您可能会通过这样做在分布中引入偏差。不过，这对 OP 来说可能不是问题。