（转）Java随机数

Posted 2020-10-06 CS408

1 随机数的三种产生方式

本章先讲解Java随机数的几种产生方式，然后通过示例对其进行演示。

广义上讲，Java中的随机数的有三种产生方式：

(01). 通过System.currentTimeMillis()来获取一个当前时间毫秒数的long型数字。
(02). 通过Math.random()返回一个0到1之间的double值。
(03). 通过Random类来产生一个随机数，这个是专业的Random工具类，功能强大。

1.1 第1种

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通过System.currentTimeMillis()来获取随机数。实际上是获取当前时间毫秒数，它是long类型。使用方法如下：

final long l = System.currentTimeMillis();

 

若要获取int类型的整数，只需要将上面的结果转行成int类型即可。比如，获取[0, 100)之间的int整数。方法如下：

final long l = System.currentTimeMillis();
final int i = (int)( l % 100 );

1.2 第2种

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通过Math.random()来获取随机数。实际上，它返回的是0(包含)到1(不包含)之间的double值。使用方法如下：

final double d = Math.random();

若要获取int类型的整数，只需要将上面的结果转行成int类型即可。比如，获取[0, 100)之间的int整数。方法如下：

final double d = Math.random();
final int i = (int)(d*100);

1.3 第3种

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通过Random类来获取随机数。

使用方法如下：
(01) 创建Random对象。有两种方法可以创建Random对象，如下：

Random random = new Random();//默认构造方法
Random random = new Random(1000);//指定种子数字

02) 通过Random对象获取随机数。Random支持的随机值类型包括：boolean, byte, int, long, float, double。
比如，获取[0, 100)之间的int整数。方法如下

int i2 = random.nextInt(100);

Random 的函数接口

// 构造函数(一)： 创建一个新的随机数生成器。 
Random() 
// 构造函数(二)： 使用单个 long 种子创建一个新随机数生成器： public Random(long seed) { setSeed(seed); } next 方法使用它来保存随机数生成器的状态。
Random(long seed) 

boolean nextBoolean()         // 返回下一个“boolean类型”伪随机数。 
void    nextBytes(byte[] buf) // 生成随机字节并将其置于字节数组buf中。 
double  nextDouble()          // 返回一个“[0.0, 1.0) 之间的double类型”的随机数。 
float   nextFloat()           // 返回一个“[0.0, 1.0) 之间的float类型”的随机数。 
int     nextInt()             // 返回下一个“int类型”随机数。 
int     nextInt(int n)        // 返回一个“[0, n) 之间的int类型”的随机数。 
long    nextLong()            // 返回下一个“long类型”随机数。 
synchronized double nextGaussian()   // 返回下一个“double类型”的随机数，它是呈高斯（“正常地”）分布的 double 值，其平均值是 0.0，标准偏差是 1.0。 
synchronized void setSeed(long seed) // 使用单个 long 种子设置此随机数生成器的种子。

1.4 获取随机数示例

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下面通过示例演示上面3种获取随机数的使用方法。
源码如下(RandomTest.java)：

import java.util.Random;
import java.lang.Math;

/**
 * java 的随机数测试程序。共3种获取随机数的方法：
 *   (01)、通过System.currentTimeMillis()来获取一个当前时间毫秒数的long型数字。
 *   (02)、通过Math.random()返回一个0到1之间的double值。
 *   (03)、通过Random类来产生一个随机数，这个是专业的Random工具类，功能强大。
 *
 * @author skywang
 * @email [email protected]
 */
public class RandomTest{

    public static void main(String args[]){

        // 通过System的currentTimeMillis()返回随机数
        testSystemTimeMillis();

        // 通过Math的random()返回随机数
        testMathRandom();

        // 新建“种子为1000”的Random对象，并通过该种子去测试Random的API
        testRandomAPIs(new Random(1000), " 1st Random(1000)");
        testRandomAPIs(new Random(1000), " 2nd Random(1000)");
        // 新建“默认种子”的Random对象，并通过该种子去测试Random的API
        testRandomAPIs(new Random(), " 1st Random()");
        testRandomAPIs(new Random(), " 2nd Random()");
    }

    /**
     * 返回随机数-01：测试System的currentTimeMillis()
     */
    private static void testSystemTimeMillis() {
        // 通过
        final long l = System.currentTimeMillis();
        // 通过l获取一个[0, 100)之间的整数
        final int i = (int)( l % 100 );

        System.out.printf("\n---- System.currentTimeMillis() ----\n l=%s i=%s\n", l, i);
    }


    /**
     * 返回随机数-02：测试Math的random()
     */
    private static void testMathRandom() {
        // 通过Math的random()函数返回一个double类型随机数，范围[0.0, 1.0)
        final double d = Math.random();
        // 通过d获取一个[0, 100)之间的整数
        final int i = (int)(d*100);

        System.out.printf("\n---- Math.random() ----\n d=%s i=%s\n", d, i);
    }


    /**
     * 返回随机数-03：测试Random的API
     */
    private static void testRandomAPIs(Random random, String title) {
        final int BUFFER_LEN = 5;

        // 获取随机的boolean值
        boolean b = random.nextBoolean();
        // 获取随机的数组buf[]
        byte[] buf = new byte[BUFFER_LEN];
        random.nextBytes(buf);
        // 获取随机的Double值，范围[0.0, 1.0)
        double d = random.nextDouble();
        // 获取随机的float值，范围[0.0, 1.0)
        float f = random.nextFloat();
        // 获取随机的int值
        int i1 = random.nextInt();
        // 获取随机的[0,100)之间的int值
        int i2 = random.nextInt(100);
        // 获取随机的高斯分布的double值
        double g = random.nextGaussian();
        // 获取随机的long值
        long l = random.nextLong();

        System.out.printf("\n---- %s ----\nb=%s, d=%s, f=%s, i1=%s, i2=%s, g=%s, l=%s, buf=[",
                title, b, d, f, i1, i2, g, l);
        for (byte bt:buf) 
            System.out.printf("%s, ", bt);
        System.out.println("]");
    }
}