Java获取随机数的3种方法

 更新时间:2016年11月10日 12:13:21   转载 作者:于士博  
本篇文章主要介绍了Java获取随机数的3种方法,现在分享给大家,也给大家做个参考,感兴趣的小伙伴们可以参考一下。

主要介绍了Java获取随机数的3种方法,主要利用random()函数来实现

方法1

(数据类型)(最小值+Math.random()*(最大值-最小值+1))例:

(int)(1+Math.random()*(10-1+1))

从1到10的int型随数

方法2

获得随机数

for (int i=0;i<30;i++)
{System.out.println((int)(1+Math.random()*10));}
(int)(1+Math.random()*10)

通过java.Math包的random方法得到1-10的int随机数

公式是:最小值---最大值(整数)的随机数

(类型)最小值+Math.random()*最大值

方法3

Random ra =new Random();
for (int i=0;i<30;i++)
{System.out.println(ra.nextInt(10)+1);}

通过java.util包中的Random类的nextInt方法来得到1-10的int随机数

生成0到1之间的任意随机小数:

生成[0,d)区间的随机小数,d为任意正的小数,则只需要将nextDouble方法的返回值乘以d即可。

[n1,n2]

也就是 ra.nextDouble() * (n2-n1)+n1

java产生随机数的几种方式

一.在j2se里我们可以使用Math.random()方法来产生一个随机数,这个产生的随机数是0-1之间的一个double,我们可以把他乘以一定的数,比如说乘以100,他就是个100以内的随机,这个在j2me中没有。

二.在java.util这个包里面提供了一个Random的类,我们可以新建一个Random的对象来产生随机数,他可以产生随机整数、随机float、随机double,随机long,这个也是我们在j2me的程序里经常用的一个取随机数的方法。

三.在我们的System类中有一个currentTimeMillis()方法,这个方法返回一个从1970年1月1号0点0分0秒到目前的一个毫秒数,返回类型是long,我们可以拿他作为一个随机数,我们可以拿他对一些数取模,就可以把他限制在一个范围之内啦

其实在Random的默认构造方法里也是使用上面第三种方法进行随机数的产生的

对于方法二中的Random类有以下说明:

java.util.Random类有两种方式构建方式:带种子和不带种子

不带种子:

此种方式将会返回随机的数字,每次运行结果不一样

public class RandomTest {
public static void main(String[] args) {
java.util.Random r=new java.util.Random();
for(int i=0;i<10;i++){
  System.out.println(r.nextInt());
}
}

带种子:

此种方式,无论程序运行多少次,返回结果都是一样的

public static void main(String[] args) {
java.util.Random r=new java.util.Random(10);
for(int i=0;i<10;i++){
  System.out.println(r.nextInt());
}
}

两种方式的差别在于

(1) 首先请打开Java Doc,我们会看到Random类的说明:

此类的实例用于生成伪随机数流,此类使用48 位的种子,该种子可以使用线性同余公式对其进行修改。

如果用相同的种子创建两个 Random 实例,则对每个实例进行相同的方法调用序列,它们将生成并返回相同的数字序列。为了保证实现这种特性,我们为类Random指定了特定的算法。为了 Java 代码的完全可移植性,Java 实现必须让类 Random 使用此处所示的所有算法。但是允许 Random 类的子类使用其他算法,只要其符合所有方法的常规协定即可。

Java Doc对Random类已经解释得非常明白,我们的测试也验证了这一点。

(2) 如果没有提供种子数,Random实例的种子数将是当前时间的毫秒数,可以通过System.currentTimeMillis()来获得当前时间的毫秒数。打开JDK的源代码,我们可以非常明确地看到这一点。

public Random() { this(System.currentTimeMillis()); }

另外:

random对象的nextInt(),nextInt(int n)方法的说明:

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。

int nextInt(int n)     //返回一个伪随机数,它是从此随机数生成器的序列中取出的、在 0(包括)和指定值(不包括)之间均匀分布的 int值。 

Java随机数总结

随机数在实际中使用很广泛,比如要随即生成一个固定长度的字符串、数字。或者随即生成一个不定长度的数字、或者进行一个模拟的随机选择等等。Java提供了最基本的工具,可以帮助开发者来实现这一切。

一、Java随机数的产生方式

在Java中,随机数的概念从广义上将,有三种。

1、通过System.currentTimeMillis()来获取一个当前时间毫秒数的long型数字。

2、通过Math.random()返回一个0到1之间的double值。

3、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。

二、Random类API说明

1、Java API说明

Random类的实例用于生成伪随机数流。此类使用 48 位的种子,使用线性同余公式对其进行修改(请参阅 Donald Knuth 的《The Art of Computer Programming, Volume 2》,第 3.2.1 节)。

如果用相同的种子创建两个 Random 实例,则对每个实例进行相同的方法调用序列,它们将生成并返回相同的数字序列。为了保证属性的实现,为类 Random 指定了特定的算法。

很多应用程序会发现 Math 类中的 random 方法更易于使用。

2、方法摘要

Random()     //创建一个新的随机数生成器。

Random(long seed)   //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。

protected int next(int bits):生成下一个伪随机数。

boolean nextBoolean():返回下一个伪随机数,它是从此随机数生成器的序列中取出的、均匀分布的 boolean 值。

void nextBytes(byte[] bytes):生成随机字节并将其置于用户提供的字节数组中。

double nextDouble():返回下一个伪随机数,它是从此随机数生成器的序列中取出的、在 0.0 和 1.0之间均匀分布的 double 值。

float nextFloat():返回下一个伪随机数,它是从此随机数生成器的序列中取出的、在 0.0 和 1.0 之间均匀分布的 float 值。

double nextGaussian():返回下一个伪随机数,它是从此随机数生成器的序列中取出的、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。

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。

int nextInt(int n):返回一个伪随机数,它是从此随机数生成器的序列中取出的、在 0(包括)和指定值(不包括)之间均匀分布的 int值。

long nextLong():返回下一个伪随机数,它是从此随机数生成器的序列中取出的、均匀分布的 long 值。

void setSeed(long seed):使用单个 long 种子设置此随机数生成器的种子。

三、Random类使用说明

1、带种子与不带种子的区别Random类使用的根本是策略分带种子和不带种子的Random的实例。

通俗说,两者的区别是:带种子的,每次运行生成的结果都是一样的。

不带种子的,每次运行生成的都是随机的,没有规律可言。

2、创建不带种子的Random对象
  

Random random = new Random();

3、创建不带种子的Random对象有两种方法:

1) Random random = new Random(555L);

2) Random random = new Random();random.setSeed(555L);

四、测试

通过一个例子说明上面的用法
  

import java.util.Random;
  
  public class TestRandomNum {
  public static void main(String[] args) {
  randomTest();
  testNoSeed();
  testSeed1();
  testSeed2();
  }
  public static void randomTest() {
  System.out.println("--------------test()--------------");
  //返回以毫秒为单位的当前时间。
  long r1 = System.currentTimeMillis();
  //返回带正号的 double 值,大于或等于 0.0,小于 1.0。
  double r2 = Math.random();
  //通过Random类来获取下一个随机的整数
  int r3 = new Random().nextInt();
  System.out.println("r1 = " + r1);
  System.out.println("r3 = " + r2);
  System.out.println("r2 = " + r3);
  }
  public static void testNoSeed() {
  System.out.println("--------------testNoSeed()--------------");
  //创建不带种子的测试Random对象
  Random random = new Random();
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
  System.out.println(random.nextInt());
  }
  }
  public static void testSeed1() {
  System.out.println("--------------testSeed1()--------------");
  //创建带种子的测试Random对象
  Random random = new Random(555L);
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
  System.out.println(random.nextInt());
  }
  }
  public static void testSeed2() {
  System.out.println("--------------testSeed2()--------------");
  //创建带种子的测试Random对象
  Random random = new Random();
  random.setSeed(555L);
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
  System.out.println(random.nextInt());
  }
  }
  }

运行结果:

       --------------test()--------------
  r1 = 1227108626582
  r3 = 0.5324887850155043
  r2 = -368083737
  --------------testNoSeed()--------------
  809503475
  1585541532
  -645134204
  --------------testSeed1()--------------
  -1367481220
  292886146
  -1462441651
  --------------testSeed2()--------------
  -1367481220
  292886146
  -1462441651
  Process finished with exit code 0

通过testSeed1()与testSeed2()方法的结果可以看到,两个打印结果相同,因为他们种子相同,再运行一次,结果还是一样的,这就是带种子随机数的特性。而不带种子的,每次运行结果都是随机的。

五、综合应用

下面通过最近写的一个随机数工具类来展示用法:
 

 import java.util.Random;
  
  public class RandomUtils {
  public static final String allChar = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
  public static final String letterChar = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
  public static final String numberChar = "0123456789";
  
  public static String generateString(int length) {
  StringBuffer sb = new StringBuffer();
  Random random = new Random();
  for (int i = 0; i < length; i++) {
  sb.append(allChar.charAt(random.nextInt(allChar.length())));
  }
  return sb.toString();
  }
  
  public static String generateMixString(int length) {
  StringBuffer sb = new StringBuffer();
  Random random = new Random();
  for (int i = 0; i < length; i++) {
  sb.append(allChar.charAt(random.nextInt(letterChar.length())));
  }
  return sb.toString();
  }
  
  public static String generateLowerString(int length) {
  return generateMixString(length).toLowerCase();
  }
  
  public static String generateUpperString(int length) {
  return generateMixString(length).toUpperCase();
  }
  
  public static String generateZeroString(int length) {
  StringBuffer sb = new StringBuffer();
  for (int i = 0; i < length; i++) {
  sb.append('0');
  }
  return sb.toString();
  }
  
  public static String toFixdLengthString(long num, int fixdlenth) {
  StringBuffer sb = new StringBuffer();
  String strNum = String.valueOf(num);
  if (fixdlenth - strNum.length() >= 0) {
  sb.append(generateZeroString(fixdlenth - strNum.length()));
  } else {
  throw new RuntimeException("将数字" + num + "转化为长度为" + fixdlenth + "的字符串发生异常!");
  }
  sb.append(strNum);
  return sb.toString();
  }
  
  public static String toFixdLengthString(int num, int fixdlenth) {
  StringBuffer sb = new StringBuffer();
  String strNum = String.valueOf(num);
  if (fixdlenth - strNum.length() >= 0) {
  sb.append(generateZeroString(fixdlenth - strNum.length()));
  } else {
  throw new RuntimeException("将数字" + num + "转化为长度为" + fixdlenth + "的字符串发生异常!");
  }
  sb.append(strNum);
  return sb.toString();
  }
  public static void main(String[] args) {
  System.out.println(generateString(15));
  System.out.println(generateMixString(15));
  System.out.println(generateLowerString(15));
  System.out.println(generateUpperString(15));
  System.out.println(generateZeroString(15));
  System.out.println(toFixdLengthString(123, 15));
  System.out.println(toFixdLengthString(123L, 15));
  }
  }

运行结果:

       vWMBPiNbzfGCpHG
  23hyraHdJkKPwMv
  tigowetbwkm1nde
  BPZ1KNEJPHB115N
  000000000000000
  000000000000123
  000000000000123
  Process finished with exit code 0 

六、总结 

1、随机数很常用,在Java有三种产生方式,以Random随机数的使用最为复杂。

2、Random类对象有是否带种子之分,带种子的只要种子相同,多次运行,生成随机数的结果总是那样。

3、带种子随机数的带种子的对象创建方式有两种,效果一样。但是带种子的随机数用处似乎不大。

4、Random的功能涵盖了Math.random()的功能。

5、可以通过随机数去做实现随机字符串等复杂的随机数据。

6、不要研究不重复的随机数,意义不大。

在Java 中我们可以使用java.util.Random类来产生一个随机数发生器。它有两种形式的构造函数,分别是Random()和Random(long seed)。Random()使用当前时间即System.currentTimeMillis()作为发生器的种子,Random(long seed)使用指定的seed作为发生器的种子。

随机数发生器(Random)对象产生以后,通过调用不同的method:nextInt()、nextLong()、nextFloat()、nextDouble()等获得不同类型随机数。

1>生成随机数  

  Random random = new Random();
      Random random = new Random(100);//指定种子数100

random调用不同的方法,获得随机数。

 如果2个Random对象使用相同的种子(比如都是100),并且以相同的顺序调用相同的函数,那它们返回值完全相同。如下面代码中两个Random对象的输出完全相同 

  import java.util.*;
     class TestRandom {
        public static void main(String[] args) {
           Random random1 = new Random(100);
           System.out.println(random1.nextInt());
           System.out.println(random1.nextFloat());
           System.out.println(random1.nextBoolean());
           Random random2 = new Random(100);
           System.out.println(random2.nextInt());
           System.out.println(random2.nextFloat());
           System.out.println(random2.nextBoolean());
        }
      }

2>指定范围内的随机数

随机数控制在某个范围内,使用模数运算符%
          

 import java.util.*;
         class TestRandom {
           public static void main(String[] args) {
              Random random = new Random();
              for(int i = 0; i < 10;i++) {
                System.out.println(Math.abs(random.nextInt()));
              }
           }
         }

获得的随机数有正有负的,用Math.abs使获取数据范围为非负数

3>获取指定范围内的不重复随机数
           

 import java.util.*;
      class TestRandom {
         public static void main(String[] args) {
            int[] intRet = new int[6];
            int intRd = 0; //存放随机数
            int count = 0; //记录生成的随机数个数
            int flag = 0; //是否已经生成过标志
            while(count<6){
              Random rdm = new Random(System.currentTimeMillis());
              intRd = Math.abs(rdm.nextInt())2+1;
              for(int i=0;i<count;i++){
                if(intRet[i]==intRd){
                  flag = 1;
                  break;
                }else{
                  flag = 0;
                }
              }
              if(flag==0){
                intRet[count] = intRd;
                count++;
              }
          }
         for(int t=0;t<6;t++){
           System.out.println(t+"->"+intRet[t]);
         }
        }
      }

Java中的随机数是否可以重复?Java中产生的随机数能否可以用来产生数据库主键?带着这个问题,我们做了一系列测试。

1.测试一: 使用不带参数的Random()构造函数

public class RandomTest {

public static void main(String[] args) {
   java.util.Random r=new java.util.Random();
   for(int i=0;i<10;i++){
     System.out.println(r.nextInt());
   }
}
}

程序运行结果:

-1761145445
-1070533012
216216989
-910884656
-1408725314
-1091802870
1681403823
-1099867456
347034376
-1277853157

再次运行该程序:

-169416241
220377062
-1140589550
-1364404766
-1088116756
2134626361
-546049728
1132916742
-1522319721
1787867608

 从上面的测试我们可以看出,使用不带参数的Random()构造函数产生的随机数不会重复。那么,什么情况下Java会产生重复的随机数呢?且看下面的测试。

2. 测试二:为Random设置种子数

public class RandomTest_Repeat {
  
  public static void main(String[] args) {
    java.util.Random r=new java.util.Random(10);
    for(int i=0;i<10;i++){
      System.out.println(r.nextInt());
    }
  }
}

无论程序运行多少次,其结果总是:

-1157793070
1913984760
1107254586
1773446580
254270492
-1408064384
1048475594
1581279777
-778209333
1532292428

甚至在不同的机器上测试,测试结果也不会改变!

3.原因分析:

(1) 首先请打开Java Doc,我们会看到Random类的说明:

此类的实例用于生成伪随机数流,此类使用 48 位的种子,该种子可以使用线性同余公式对其进行修改(请参阅 Donald Knuth 的《The Art of Computer Programming, Volume 2》,第 3.2.1 节)。

如果用相同的种子创建两个 Random 实例,则对每个实例进行相同的方法调用序列,它们将生成并返回相同的数字序列。为了保证实现这种特性,我们为类Random指定了特定的算法。为了 Java 代码的完全可移植性,Java 实现必须让类 Random 使用此处所示的所有算法。但是允许 Random 类的子类使用其他算法,只要其符合所有方法的常规协定即可。

Java Doc对Random类已经解释得非常明白,我们的测试也验证了这一点。

(2) 如果没有提供种子数,Random实例的种子数将是当前时间的毫秒数,可以通过System.currentTimeMillis()来获得当前时间的毫秒数。打开JDK的源代码,我们可以非常明确地看到这一点。

public Random() { this(System.currentTimeMillis()); }

4. 结论:

通过上面的测试和分析,我们会对Random类有较为深刻的理解。同时,我觉得,通过阅读Java Doc的API文档,可以很好地提高我们的Java编程能力,做到“知其然”;一旦遇到费解的问题,不妨打开Java的源代码,这样我们就能做到“知其所以然”。

java中一般有两种随机数,一个是Math中random()方法,一个是Random类。

一、Math.random()

随即生成0<x<1的小数。

实例:如何写,生成随机生成出0~100中的其中一个数呢?

Math.random()返回的只是从0到1之间的小数,如果要50到100,就先放大50倍,即0到50之间,这里还是小数,如果要整数,就强制转换int,然后再加上50即为50~100.

最终代码:(int)(Math.random()*50) + 50

二、Random类

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

在进行随机时,随机算法的起源数字称为种子数(seed),在种子数的基础上进行一定的变换,从而产生需要的随机数字。
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。也就是说,两个种子数相同的Random对象,第一次生成的随机数字完全相同,第二次生成的随机数字也完全相同。

2 、Random类中的常用方法

Random 类中的方法比较简单,每个方法的功能也很容易理解。需要说明的是,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是均等的。下面对这些方法做一下基本的介绍:

a 、public boolean nextBoolean()

该方法的作用是生成一个随机的boolean值,生成true和false的值几率相等,也就是都是50%的几率。

b 、public double nextDouble()

该方法的作用是生成一个随机的double值,数值介于[0,1.0)之间,这里中括号代表包含区间端点,小括号代表不包含区间端点,也就是0到1之间的随机小数,包含0而不包含1.0。

c 、public int nextInt()

该方法的作用是生成一个随机的int值,该值介于int的区间,也就是-2的31次方到2的31次方-1之间。

如果需要生成指定区间的int值,则需要进行一定的数学变换,具体可以参看下面的使用示例中的代码。

d 、public int nextInt(int n)

该方法的作用是生成一个随机的int值,该值介于[0,n)的区间,也就是0到n之间的随机int值,包含0而不包含n。

如果想生成指定区间的int值,也需要进行一定的数学变换,具体可以参看下面的使用示例中的代码。

e 、public void setSeed(long seed)

该方法的作用是重新设置Random对象中的种子数。设置完种子数以后的Random对象和相同种子数使用new关键字创建出的Random对象相同。

3 、Random类使用示例

使用Random类,一般是生成指定区间的随机数字,下面就一一介绍如何生成对应区间的随机数字。以下生成随机数的代码均使用以下Random对象r进行生成:

Random r = new Random();

a 、生成[0,1.0)区间的小数

double d1 = r.nextDouble();

直接使用nextDouble方法获得。

b、生成[0,5.0)区间的小数

double d2 = r.nextDouble() * 5;

因为nextDouble方法生成的数字区间是[0,1.0),将该区间扩大5倍即是要求的区间。

同理,生成[0,d)区间的随机小数,d为任意正的小数,则只需要将nextDouble方法的返回值乘以d即可。

c、生成[1,2.5)区间的小数  [n1,n2]

double d3 = r.nextDouble() * 1.5 + 1;【也就是 r.nextDouble() * (n2-n1)+n1】

生成[1,2.5)区间的随机小数,则只需要首先生成[0,1.5)区间的随机数字,然后将生成的随机数区间加1即可。

同理,生成任意非从0开始的小数区间[d1,d2)范围的随机数字(其中d1不等于0),则只需要首先生成[0,d2-d1)区间的随机数字,然后将生成的随机数字区间加上d1即可。

d、生成任意整数

int n1 = r.nextInt();

直接使用nextInt方法即可。

e、生成[0,10)区间的整数

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

以上两行代码均可生成[0,10)区间的整数。

第一种实现使用Random类中的nextInt(int n)方法直接实现。

第二种实现中,首先调用nextInt()方法生成一个任意的int数字,该数字和10取余以后生成的数字区间为(-10,10),因为按照数学上的规定余数的绝对值小于除数,然后再对该区间求绝对值,则得到的区间就是[0,10)了。

同理,生成任意[0,n)区间的随机整数,都可以使用如下代码:

int n2 = r.nextInt(n);
n2 = Math.abs(r.nextInt() % n);

f、生成[0,10]区间的整数

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

相对于整数区间,[0,10]区间和[0,11)区间等价,所以即生成[0,11)区间的整数。

g、生成[-3,15)区间的整数

int n4 = r.nextInt(18) - 3;  //【也就是 r.nextInt() * (n2-n1)+n1】 n1是个负数
n4 = Math.abs(r.nextInt() % 18) - 3;  

 生成非从0开始区间的随机整数,可以参看上面非从0开始的小数区间实现原理的说明。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。

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