本文給大家介紹如何在JAVA中實現隨機無重複數字的功能。如果您是初學者的話，有必要看一看這篇文章，因爲這個功能一般會在面試中遇到。包括我本人在招聘人員的時候也喜歡拿這個問題去問別人，主要看一看考慮問題的模式和基礎知識如何。
希望這篇文章能給初次接觸的朋友一些幫助，因爲我曾接觸過一些朋友要麼寫不出來，要麼使用很平鋪的思維方式去實現它。
一般有點開發經驗的朋友都能實現這樣的功能，只不過是效率上的問題。我們一般在面對這樣的問題時，總會平鋪直序的聯想到，先生成一個數組，然後在一個循環中向數組中添加隨機數字，在添加數字的過程中先查找一下數組中是否存在這個數字，如果不存在這個數字就直接添加到數組中；如果存在這個數字就不添加。我們一般都是這樣考慮問題的，這樣考慮也能實現功能，我剛纔也說了，只不過是效率上的問題。
爲了更好地理解這個題意，我們先來看下具體內容：生成一個1-100的隨機數組，但數組中的數字不能重複，即位置是隨機的，但數組元素不能重複。
在這裏呢，沒有給我們規定數組的長度，我們可以讓它是1-100之間的任意長度。
接下來讓我們看一下幾種實現方法並對這幾種方法作個對比。
通常我們會使用ArrayList或數組來實現，先來看下ArrayList實現過程，如下面代碼所示：
import java.util.ArrayList; import java.util.Random; /** * 使用ArrayList實現 * @Description: * @File: Demo.java * @Package None * @Author Hanyonglu * @Date 2012-10-18 下午06:16:55 * @Version V1.0 */ public class Demo { public static void main(String[] args) { Object[] values = new Object[20]; Random random = new Random(); ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); for(int i = 0; i < values.length;i++){ int number = random.nextInt(100) + 1; if(!list.contains(number)){ list.add(number); } } values = list.toArray(); // 遍歷數組並打印數據 for(int i = 0;i < values.length;i++){ System.out.print(values[i] + "\t"); if(( i + 1 ) % 10 == 0){ System.out.println("\n"); } } } }
使用數組實現的過程如下所示代碼：
import java.util.Random; /** * 使用數組實現 * @Description: * @File: Demo4.java * @Package None * @Author Hanyonglu * @Date 2012-10-18 下午06:27:38 * @Version V1.0 */ public class Demo4 { public static void main(String[] args) { int[] values = new int[20]; Random random = new Random(); for(int i = 0;i < values.length;i++){ int number = random.nextInt(100) + 1; for(int j = 0;j <= i;j++){ if(number != values[j]){ values[i]=number; } } } // 遍歷數組並打印數據 for(int i = 0;i < values.length;i++){ System.out.print(values[i] + "\t"); if(( i + 1 ) % 10 == 0){ System.out.println("\n"); } } } }
上面這兩個實現過程效率比較低的。因爲在每次添加時都要去遍歷一下當前列表中是否存在這個數字，時間複雜度是O(N^2)。我們可以這樣思考一下：既然涉及到無重複，我們可以想一下HashSet和HashMap的功能。HashSet實現Set接口，Set在數學上的定義就是無重複，無次序的集合。而HashMap實現Map，也是不允許重複的Key。這樣我們可以使用HashMap或HashSet來實現。
在使用HashMap實現時，只需要將它的key轉化成數組就Ok了，如下代碼：
import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; import java.util.Random; import java.util.Map.Entry; /** * 使用HashMap實現 * @Description: * @File: Demo.java * @Package None * @Author Hanyonglu * @Date 2012-10-18 下午06:12:50 * @Version V1.0 */ public class Demo { public static void main(String[] args) { int n = 0; Object[] values = new Object[20]; Random random = new Random(); HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<Object, Object>(); // 生成隨機數字並存入HashMap for(int i = 0;i < values.length;i++){ int number = random.nextInt(100) + 1; hashMap.put(number, i); } // 從HashMap導入數組 values = hashMap.keySet().toArray(); // 遍歷數組並打印數據 for(int i = 0;i < values.length;i++){ System.out.print(values[i] + "\t"); if(( i + 1 ) % 10 == 0){ System.out.println("\n"); } } // Iterator iter = hashMap.entrySet().iterator(); // // 遍歷HashMap // while (iter.hasNext()) { // Entry<Integer, Integer> entry = (Entry)iter.next(); // int key = entry.getKey(); // n++; // // System.out.print(key + "\t"); // // if(n % 10 == 0){ // System.out.println("\n"); // } // } } }
由於HashSet和HashMap的關係太近了，HashSet在底層就是用HashMap來實現的，只不過沒有Value的集合，只有一個Key的集合，所以也可使用HashSet來實現，如下代碼：
import java.util.HashSet; import java.util.Random; /** * 使用HashSet實現 * @Description: * @File: Test.java * @Package None * @Author Hanyonglu * @Date 2012-10-18 下午06:11:41 * @Version V1.0 */ public class Test { public static void main(String[] args) { Random random = new Random(); Object[] values = new Object[20]; HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>(); // 生成隨機數字並存入HashSet for(int i = 0;i < values.length;i++){ int number = random.nextInt(100) + 1; hashSet.add(number); } values = hashSet.toArray(); // 遍歷數組並打印數據 for(int i = 0;i < values.length;i++){ System.out.print(values[i] + "\t"); if(( i + 1 ) % 10 == 0){ System.out.println("\n"); } } } }
這樣實現效率稍微好些。如果給我們限定了數組的長度，只需要變換下for循環，設置成whlie循環就可以了。如下所示：
import java.util.HashSet; import java.util.Random; /** * 使用HashSet實現 * @Description: * @File: Test.java * @Package None * @Author Hanyonglu * @Date 2012-10-18 下午05:11:41 * @Version V1.0 */ public class Test { public static void main(String[] args) { Random random = new Random(); Object[] values = new Object[20]; HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>(); // 生成隨機數字並存入HashSet while(hashSet.size() < values.length){ hashSet.add(random.nextInt(100) + 1); } values = hashSet.toArray(); // 遍歷數組並打印數據 for(int i = 0;i < values.length;i++){ System.out.print(values[i] + "\t"); if(( i + 1 ) % 10 == 0){ System.out.println("\n"); } } } }
我們可以把數組的長度設置成100，檢驗下運行效果，如下圖所示：
以上幾種相比較而言，使用HashMap的效率是比較高的，其實是HashSet，再次是數組，最後是ArrayList。如果我們生成10000個數據將會發現，使用HashMap花費時間是：0.05s，HashSet是0.07s，數組是：0.20s，而ArrayList是0.25s。有興趣的可以設置下時間查看一下。
當然了，除了使用HashMap實現外，還有其它高效的方法。比如，我們可以把1-100這些數字存儲在一個數組中，然後在for循環中隨機產生兩個下標，如果這兩個下標不相等的話，可以交換數組中的元素，實現過程如下所示：
import java.util.Random; /** * 隨機調換位置實現 * @Description: * @File: Demo4.java * @Package None * @Author Hanyonglu * @Date 2012-10-18 下午06:54:06 * @Version V1.0 */ public class Demo4 { public static void main(String[] args) { int values[] = new int[100]; int temp1,temp2,temp3; Random r = new Random(); for(int i = 0;i < values.length;i++){ values[i] = i + 1; } //隨機交換values.length次 for(int i = 0;i < values.length;i++){ temp1 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //隨機產生一個位置 temp2 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //隨機產生另一個位置 if(temp1 != temp2){ temp3 = values[temp1]; values[temp1] = values[temp2]; values[temp2] = temp3; } } // 遍歷數組並打印數據 for(int i = 0;i < 20;i++){ System.out.print(values[i] + "\t"); if(( i + 1 ) % 10 == 0){ System.out.println("\n"); } } } }
這種方法也是比較高效的，如果生成10000個數據，那麼它所用的時間是0.054s。
在數組中利用座標來實現的基礎上可以變換更多相關的解決方法，具體地可以查閱相關資料。
以上是關於在JAVA中實現隨機無重複數字的功能，當然方法也不僅限於這麼幾種，還有其它的實現方法。希望能對接觸不久的朋友有所幫助，也希望能夠起到拋磚引玉的作用。
示例下載：/Files/hanyonglu/JAVA/MyTestDemo.rar
最後，希望轉載的朋友能夠尊重作者的勞動成果，加上轉載地址：http://www.cnblogs.com/hanyonglu/archive/2012/10/18/2730007.html 謝謝。
完畢。^_^