JavaRandom函數介紹

Java中存在兩種Random函數：

一.java.lang.Math.Random

Random()函數能夠返回帶正號的double值，該值大於等於0.0且小於1.0，即取值範圍是[0.0,1.0)的左閉右開區間，返回值是一個僞隨機選擇的數，在該範圍內（近似）均勻分佈。閱讀Math類的源代碼可以發現，Math類中的random方法就是直接調用Random類中的nextDouble方法實現的。

public class TestRandom1 {

    public static void main(String[] args){

        System.out.println("Math.random=" + Math.random());
        //注意不要寫成(int)Math.random()*3，這個結果爲0，因爲先執行了強制轉換
        int num= (int) (Math.random()*3);
        System.out.println("num="+ num);
    }

}

運行結果：

Math.random=0.12444713494037196
num=1

二.java.util.Random

1.構造函數

Random類包含兩個構造方法，下面依次進行介紹：

a、public Random()

該構造方法使用一個和當前系統時間對應的相對時間有關的數字作爲種子數，然後使用這個種子數構造Random對象。

b、public Random(long seed)

該構造方法可以通過制定一個種子數進行創建。

示例代碼：

Random r = new Random();

Random r1 = new Random(10);

注意：種子數只是隨機算法的起源數字，和生成的隨機數字的區間無關。

2.常見函數

Random類常見的方法：

1. protected int next(int bits)：生成下一個僞隨機數。
2. boolean nextBoolean()：返回下一個僞隨機數，它是取自此隨機數生成器序列的均勻分佈的boolean值。
3. void nextBytes(byte[] bytes)：生成隨機字節並將其置於用戶提供的 byte 數組中。
4. double nextDouble()：返回下一個僞隨機數，它是取自此隨機數生成器序列的、在0.0和1.0之間均勻分佈的 double值。
5. float nextFloat()：返回下一個僞隨機數，它是取自此隨機數生成器序列的、在0.0和1.0之間均勻分佈float值。
6. double nextGaussian()：返回下一個僞隨機數，它是取自此隨機數生成器序列的、呈高斯（“正態”）分佈的double值，其平均值是0.0標準差是1.0。
7. int nextInt()：返回下一個僞隨機數，它是此隨機數生成器的序列中均勻分佈的 int 值。
8. int nextInt(int n)：返回一個僞隨機數，它是取自此隨機數生成器序列的、在（包括和指定值（不包括）之間均勻分佈的int值。
9. long nextLong()：返回下一個僞隨機數，它是取自此隨機數生成器序列的均勻分佈的 long 值。
10. void setSeed(long seed)：使用單個 long 種子設置此隨機數生成器的種子。

3.Random類使用舉例

生成[0,1.0)區間的小數：

double d1 = r.nextDouble();

生成[0,5.0)區間的小數：

double d2 = r.nextDouble() * 5;

生成[1,2.5)區間的小數：

double d3 = r.nextDouble() * 1.5 + 1;

生成-231到231-1之間的整數：

int n = r.nextInt();

生成[0,10)區間的整數：

int n2 = r.nextInt(10);

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

生成[0,10]區間的整數

int n3 = r.nextInt(11);

n3 = Math.abs(r.nextInt() % 11);

生成[-3,15)區間的整數

int n4 = r.nextInt(18) - 3;

n4 = Math.abs(r.nextInt() % 18) - 3;

public class TestRandom2 {


    public  static  void main(String[] args){

        Random r1 = new Random(10);
        System.out.println("使用種子爲10的Random對象生成[0,10)內隨機整數序列");
        for (int i = 0; i< 10; i++){
            System.out.print(r1.nextInt(10) + " ");
        }

        Random r2 = new Random(10);
        System.out.println("使用另一個種子爲10的Random對象生成[0,10)內隨機整數序列");
        for (int i = 0; i< 10; i++){
            System.out.print(r2.nextInt(10) + " ");
        }

        Random r3 = new Random();
        System.out.println("使用種子缺省是當前系統時間的毫秒數的的Random生成對象[0,10)內隨機整數序列");
        for (int i = 0; i < 10; i++){
            System.out.print(r3.nextInt(10) + " ");
        }

        ArrayList list = new TestRandom2().getDiffNO(10);
        System.out.println("產生的n個不同的隨機數:" + list);
    }

    public ArrayList getDiffNO(int n){

        //生成[0,10)個不重複的隨機數
        ArrayList list = new ArrayList();
        Random rand = new Random();
        boolean[] bool = new boolean[n];
        int num = 0;
        for(int i = 0; i < n; i++){
            do {
                //如果產生的數相同繼續循環
                num = rand.nextInt(n);
            }while (bool[num]);
            bool[num] = true;
            list.add(num);
        }
        return  list;
    }

使用種子爲10的Random對象生成[0,10)內隨機整數序列
3 0 3 0 6 6 7 8 1 4 
使用另一個種子爲10的Random對象生成[0,10)內隨機整數序列
3 0 3 0 6 6 7 8 1 4 
使用種子缺省是當前系統時間的毫秒數的的Random生成對象[0,10)內隨機整數序列
1 7 0 2 3 6 9 9 3 6 
產生的n個不同的隨機數:[9, 4, 6, 7, 2, 3, 5, 0, 1, 8]

通過上面例子發現相同種子數的Random對象，相同次數生成的隨機數字是完全相同的。如果想避免出現隨機數字相同的情況，則需要注意，無論項目中需要生成多少個隨機數字，都只使用一個Random對象即可。

3.種子seed

seed 是 Random 生成隨機數時使用的參數：

Random 中最重要的就是 next(int) 方法，使用 seed 進行計算，其他 nextXXX 方法都是調用的 next()。

所以隨機數是種子經過計算生成的。

總結：

不含參的構造函數每次都使用當前時間作爲種子，隨機性更強。

而含參的構造函數其實是僞隨機，更有可預見性。