random.nextInt()与Math.random()基础用法

Posted 2020-10-08

1、来源

random.nextInt() 为 java.util.Random类中的方法；
Math.random() 为 java.lang.Math 类中的静态方法。

2、用法

产生0－n的伪随机数(伪随机数参看最后注解)：

// 两种生成对象方式：带种子和不带种子(两种方式的区别见注解)
Random random = new Random();
Integer res = random.nextInt(n);

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Integer res = (int)(Math.random() * n);

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3、jdk源码

// random.nextInt(n)
public int nextInt(int n) {
    if (n <= 0)
        throw new IllegalArgumentException("n must be positive");

    if ((n & -n) == n)  // i.e., n is a power of 2
        return (int)((n * (long)next(31)) >> 31);

    int bits, val;
    do {
        bits = next(31);
        val = bits % n;
    } while (bits - val + (n-1) < 0);
    return val;
}

 

// Math.random()
public static double random() {
   Random rnd = randomNumberGenerator;
   // 第一次调用，生成一个随机数生成器
    if (rnd == null) rnd = initRNG();
    return rnd.nextDouble();
}

// 生成的方法为同步的，线程安全
private static synchronized Random initRNG() {
  Random rnd = randomNumberGenerator;
     return (rnd == null) ? (randomNumberGenerator = new Random()) : rnd;
 }

// 该方法为 Random 类中的方法
public double nextDouble() {
   return (((long)(next(26)) << 27) + next(27))
        / (double)(1L << 53);
}

 

4、总结

1. Math.random() 方法生成[0, 1)范围内的double类型随机数；Random类中的nextXxxx系列方法生成0－n的随机数；
2. Math.random() 线程安全，多线程环境能被调用；
3. 如无特殊需求，则使用(int)(Math.random()*n)的方式生成随机数即可。

5、注：何谓伪随机数

伪随机既有规则的随机，Random类中的随机算法就是伪随机。
具体表现为：相同种子数的Random对象生成的随机数序列相同：

@Test
public void createProjectNo() {
     Random r1 = new Random(100);
     Random r2 = new Random(100);

     for (int i = 0; i < 100; i ++) {
         System.out.println(r1.nextInt(10)+", "+r2.nextInt(10));
     }
 }

 

结果为：

如不想生成相同的随机数序列，则应只使用一个Random类。而Math类中的随机数生成器 randomNumberGenerator 对象为静态的，可考虑使用。

6、注：Random类的两种构造方法区别

1、 源码

public Random() {
  this(seedUniquifier() ^ System.nanoTime());
}

public Random(long seed) {
    if (getClass() == Random.class)
        this.seed = new AtomicLong(initialScramble(seed));
    else {
        // subclass might have overriden setSeed
        this.seed = new AtomicLong();
        setSeed(seed);
    }
}

 

2、区别
从源码中可以看到，未定义种子的构造方法里，使用当前系统时间相关的一个数字作为种子数，该种子数只作为随机算法的起源数字，与生成的随机数区间无关系。