JAVA中的Random()函数

Posted 2020-09-28 sunny

Java中存在着两种Random函数：

一、java.lang.Math.Random;

　　调用这个Math.Random()函数能够返回带正号的double值，该值大于等于0.0且小于1.0，即取值范围是[0.0,1.0)的左闭右开区间，返回值是一个伪随机选择的数，在该范围内（近似）均匀分布。例子如下：

package IO;
import java.util.Random;

public class TestRandom {
    
    public static void main(String[] args) {
        // 案例1
        System.out.println("Math.random()=" + Math.random());// 结果是个double类型的值，区间为[0.0,1.0）
        int num = (int) (Math.random() * 3); // 注意不要写成(int)Math.random()*3，这个结果为0，因为先执行了强制转换
        System.out.println("num=" + num);
        /**
         * 输出结果为：
         * 
         * Math.random()=0.02909671613289655
         * num=0
         * 
         */
　　}
}

二、java.util.Random

　　下面Random()的两种构造方法：

　　　　 Random()：创建一个新的随机数生成器。

　　　　 Random(long seed)：使用单个 long 种子创建一个新的随机数生成器。

　　我们可以在构造Random对象的时候指定种子（这里指定种子有何作用，请接着往下看），如：Random r1 = new Random(20);

　　或者默认当前系统时间的毫秒数作为种子数:Random r1 = new Random();

　　需要说明的是：你在创建一个Random对象的时候可以给定任意一个合法的种子数，种子数只是随机算法的起源数字，和生成的随机数的区间没有任何关系。如下面的Java代码：

Random rand =new Random(25);
int i;
i=rand.nextInt(100);

　　初始化时25并没有起直接作用（注意：不是没有起作用）,rand.nextInt(100);中的100是随机数的上限,产生的随机数为0-100的整数,不包括100。

　　具体用法如下例：

package IO;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

public class TestRandom {
    
    public static void main(String[] args) {
        
        // 案例2
        // 对于种子相同的Random对象，生成的随机数序列是一样的。
        Random ran1 = new Random(10);
        System.out.println("使用种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列: ");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.print(ran1.nextInt(10) + " ");
        }
        System.out.println();
        Random ran2 = new Random(10);
        System.out.println("使用另一个种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列: ");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.print(ran2.nextInt(10) + " ");
        }
        /**
         * 输出结果为：
         * 
         * 使用种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列: 
         * 3 0 3 0 6 6 7 8 1 4 
         * 使用另一个种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列: 
         * 3 0 3 0 6 6 7 8 1 4 
         * 
         */
        
        // 案例3
        // 在没带参数构造函数生成的Random对象的种子缺省是当前系统时间的毫秒数。
        Random r3 = new Random();
        System.out.println();
        System.out.println("使用种子缺省是当前系统时间的毫秒数的Random对象生成[0,10)内随机整数序列");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.print(r3.nextInt(10)+" ");
        }
        /**
         * 输出结果为：
         * 
         * 使用种子缺省是当前系统时间的毫秒数的Random对象生成[0,10)内随机整数序列
         * 1 1 0 4 4 2 3 8 8 4
         *  
         */
        
        // 另外，直接使用Random无法避免生成重复的数字，如果需要生成不重复的随机数序列，需要借助数组和集合类
        ArrayList list=new TestRandom().getDiffNO(10);
        System.out.println();
        System.out.println("产生的n个不同的随机数："+list);
    }
    
    /**
     * 生成n个不同的随机数，且随机数区间为[0,10)
     * @param n
     * @return
     */
    public ArrayList getDiffNO(int n){
        // 生成 [0-n) 个不重复的随机数
        // list 用来保存这些随机数
        ArrayList list = new ArrayList();
        Random rand = new Random();
        boolean[] bool = new boolean[n];
        int num = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            do {
                // 如果产生的数相同继续循环
                num = rand.nextInt(n);
            } while (bool[num]);
            bool[num] = true;
            list.add(num);
        }
        return list;
    }
    
    
}

备注：下面是Java.util.Random()方法摘要：

1. protected int next(int bits)：生成下一个伪随机数。
2. boolean nextBoolean()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的boolean值。
3. void nextBytes(byte[] bytes)：生成随机字节并将其置于用户提供的 byte 数组中。
4. double nextDouble()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在0.0和1.0之间均匀分布的 double值。
5. float nextFloat()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在0.0和1.0之间均匀分布float值。
6. double nextGaussian()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、呈高斯（“正态”）分布的double值，其平均值是0.0标准差是1.0。
7. int nextInt()：返回下一个伪随机数，它是此随机数生成器的序列中均匀分布的 int 值。
8. int nextInt(int n)：返回一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在（包括和指定值（不包括）之间均匀分布的int值。
9. long nextLong()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的 long 值。
10. void setSeed(long seed)：使用单个 long 种子设置此随机数生成器的种子。

下面给几个例子：

1. 生成[0,1.0)区间的小数：double d1 = r.nextDouble();
2. 生成[0,5.0)区间的小数：double d2 = r.nextDouble() * 5;
3. 生成[1,2.5)区间的小数：double d3 = r.nextDouble() * 1.5 + 1;
4. 生成-231到231-1之间的整数：int n = r.nextInt();
5. 生成[0,10)区间的整数：

　　　　int n2 = r.nextInt(10);//方法一

　　　　n2 = Math.abs(r.nextInt() % 10);//方法二