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Java生成随机数、随机种子

2022年08月05日 10:44:46Java技术2

一般常用的:

0~n      范围的        new Random().nextInt(n)
m ~ n 范围的(闭区间)   new Integer ((int)(Math.random()*(n - m + 1) + m))


Java里面有一个随机函数——Random,刚开始只是知道这个函数具有随机取值的作用,于是上网搜索了资料一番,做了一下一些关于Random函数的总结:
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。
例如下面的实验代码
  Java生成随机数、随机种子 _ JavaClub全栈架构师技术笔记
编译通过后运行结果如下图
 Java生成随机数、随机种子 _ JavaClub全栈架构师技术笔记
观察会发现代码的用一个循环10次循环输出num的取值,均随机分布在[0,3)之间!在使用Math.Random()的时候需要注意的地方时该函数是返回double类型的值,所以在要赋值给其他类型的变量的时候注意需要进行塑形转换。
 
二、java.util.Random;
在Java的API帮助文档中,总结了一下对这个Random()函数功能的描述:
1、java.util.Random类中实现的随机算法是伪随机,也就是有规则的随机,所谓有规则的就是在给定种(seed)的区间内随机生成数字;
2、相同种子数的Random对象,相同次数生成的随机数字是完全相同的;
3、Random类中各方法生成的随机数字都是均匀分布的,也就是说区间内部的数字生成的几率均等;
 
下面Random()的两种构造方法
1.Random():创建一个新的随机数生成器。
2.Random(long seed):使用单个 long 种子创建一个新的随机数生成器。
//获取当前时间的毫秒数作为随机数种子
long t = System.currentTimeMillis();
 
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对应的相对时间有关的数字作为种子数:
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。
 
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。
 
方法摘要也就这些,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
 
前面曾讲到过构造Random对象的时候指定种子的问题,到底指定种子有什么作用呢,这里直接用代码例子来做说明:
  Java生成随机数、随机种子 _ JavaClub全栈架构师技术笔记

 

在定义的时候分别指定了相同的种子之后,在分别用r1和r2去[0,30)的随机数,结果编译执行后悔发现结果都是呈现AABB型的,说明r1和r2取的随机数是一模一样的(下图为实验截图)。
  Java生成随机数、随机种子 _ JavaClub全栈架构师技术笔记
如果我改动代码,改成下面这样:
  Java生成随机数、随机种子 _ JavaClub全栈架构师技术笔记

 

再编译输出后,就再也不会得到AABB型的结果,根据代码的区别,就可以知道指定种子数,和不指定种子数的区别在于哪里了。
  Java生成随机数、随机种子 _ JavaClub全栈架构师技术笔记
 
最后再来简单对比一下这两个随机函数到底的特点:
1.java.Math.Random()实际是在内部调用java.util.Random()的,它有一个致命的弱点,它和系统时间有关,也就是说相隔时间很短的两个random比如:
double a = Math.random();
double b = Math.random();
即有可能会得到两个一模一样的double。
2.java.util.Random()在调用的时候可以实现和java.Math.Random()一样的功能,而且他具有很多的调用方法,相对来说比较灵活。所以从总体来看,使用java.util.Random()会相对来说比较灵活一些。

作者:Jae_Wang
来源链接:https://blog.csdn.net/Jae_Wang/article/details/80534074

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