随机数是任何一种编程语言最基本的特征之一,在技术开发中应用很广泛,因为有时我们需要随机生成一个固定长度的数字、字符串亦或者是需要随机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。java就为我们提供了最基本的工具,可以帮助开发者生成不同条件下需要的随机数。java中产生随机数和c的差不多,一般有两种随机数,一个是math中random()方法,一个是random类。不过不管是c还是java,要产生随机数都需要设置随机数种子,如果设置的是一样的话,每次获得的随机数是一样的。下面来汇总一下常见的不同类型的java随机数是如何生成的。
(数据类型)(最小值+math.random()*(最大值-最小值+1))
例1:从1到10的int型随数
(int)(1+math.random()*(10-1+1))
例2:
随机生成0~100中的其中一个数
在上面我们已经知道了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
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。
例:获取[0, 100)之间的int整数。
int i2 = random.nextint(100);
random 的函数接口:
// 构造函数(一): 创建一个新的随机数生成器。
random()
// 构造函数(二): 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。
random(long seed)
boolean nextboolean() // 返回下一个“boolean类型”伪随机数。
void nextbytes(byte[] buf) // 生成随机字节并将其置于字节数组buf中。
double nextdouble() // 返回一个“[0.0, 1.0) 之间的double类型”的随机数。
float nextfloat() // 返回一个“[0.0, 1.0) 之间的float类型”的随机数。
int nextint() // 返回下一个“int类型”随机数。
int nextint(int n) // 返回一个“[0, n) 之间的int类型”的随机数。
long nextlong() // 返回下一个“long类型”随机数。
synchronized double nextgaussian() // 返回下一个“double类型”的随机数,它是呈高斯(“正常地”)分布的 double 值,其平均值是 0.0,标准偏差是 1.0。
synchronized void setseed(long seed) // 使用单个 long 种子设置此随机数生成器的种子。
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。
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。
方法三:通过system.currenttimemillis()来获取一个当前时间毫秒数的long型数字。
通过system.currenttimemillis()来获取随机数。实际上是获取当前时间毫秒数,它是long类型。使用方法如下:
final long l = system.currenttimemillis();
final long l = system.currenttimemillis();
final int i = (int)( l % 100 );
下面通过示例演示上面3种获取随机数的使用方法。 源码如下(randomtest.java):
import java.util.random;
import java.lang.math;
/**
* java 的随机数测试程序。共3种获取随机数的方法:
* (01)、通过system.currenttimemillis()来获取一个当前时间毫秒数的long型数字。
* (02)、通过math.random()返回一个0到1之间的double值。
* (03)、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。
*
* @author skywang
* @email kuiwu-wang@163.com
*/
public class randomtest{
public static void main(string args[]){
// 通过system的currenttimemillis()返回随机数
testsystemtimemillis();
// 通过math的random()返回随机数
testmathrandom();
// 新建“种子为1000”的random对象,并通过该种子去测试random的api
testrandomapis(new random(1000), " 1st random(1000)");
testrandomapis(new random(1000), " 2nd random(1000)");
// 新建“默认种子”的random对象,并通过该种子去测试random的api
testrandomapis(new random(), " 1st random()");
testrandomapis(new random(), " 2nd random()");
}
/**
* 返回随机数-01:测试system的currenttimemillis()
*/
private static void testsystemtimemillis() {
// 通过
final long l = system.currenttimemillis();
// 通过l获取一个[0, 100)之间的整数
final int i = (int)( l % 100 );
system.out.printf("\n---- system.currenttimemillis() ----\n l=%s i=%s\n", l, i);
}
/**
* 返回随机数-02:测试math的random()
*/
private static void testmathrandom() {
// 通过math的random()函数返回一个double类型随机数,范围[0.0, 1.0)
final double d = math.random();
// 通过d获取一个[0, 100)之间的整数
final int i = (int)(d*100);
system.out.printf("\n---- math.random() ----\n d=%s i=%s\n", d, i);
}
/**
* 返回随机数-03:测试random的api
*/
private static void testrandomapis(random random, string title) {
final int buffer_len = 5;
// 获取随机的boolean值
boolean b = random.nextboolean();
// 获取随机的数组buf[]
byte[] buf = new byte[buffer_len];
random.nextbytes(buf);
// 获取随机的double值,范围[0.0, 1.0)
double d = random.nextdouble();
// 获取随机的float值,范围[0.0, 1.0)
float f = random.nextfloat();
// 获取随机的int值
int i1 = random.nextint();
// 获取随机的[0,100)之间的int值
int i2 = random.nextint(100);
// 获取随机的高斯分布的double值
double g = random.nextgaussian();
// 获取随机的long值
long l = random.nextlong();
system.out.printf("\n---- %s ----\nb=%s, d=%s, f=%s, i1=%s, i2=%s, g=%s, l=%s, buf=[",
title, b, d, f, i1, i2, g, l);
for (byte bt:buf)
system.out.printf("%s, ", bt);
system.out.println("]");
}
实例2:
问题:生成(-10,10)之间的保留小数点后两位数的随机数。
解决方法:
1.java中随机数生成函数random r=new random(); r.nextfloat();//生成(0,1)之间的浮点型随机数。将上述随机数乘以10,得到生成(0,10)之间的随机数。
2.生成一个boolean型的随机数用于控制数的正负:r.nextboolean();
3.保留小数位数两位的方法:math.floor(n*100+0.5)/100;得到的数为double型。
代码如下:
import java.util.*;
public class createrandom {
public float numrandom(){
float num;
random r=new random();
float value = (float) (math.floor(r.nextfloat()*1000+0.5)/100);
boolean b = r.nextboolean();
if(b){
num = value;
}
else{
num=0-value;
}
return num;
}
public static void main(string[] args) {
createrandom cr = new createrandom();
float num = cr.numrandom();
system.out.print(num);
}
}
实例3:
java生成随机无重复随机数,使用arraylist实现
import java.util.arraylist;
import java.util.random;
/**
* 生成随机无重复随机数,使用arraylist实现
*
* 算法:加入随机数时检测列表中是否已存在此随机数,有则重来,无则加入。
*
*/
public class demo {
public static void main(string[] args) {
int length = 50; // 50个随机数
random random = new random();
arraylist<integer> list = new arraylist<integer>();
for (int i = 0; i < length; i++) {
int number = random.nextint(100) + 1; // 1-100的随机数(此处100必须比length大,否则会死循环)
if (!list.contains(number)) {
list.add(number);
} else {
i--; // 保证生成的随机数个数足够,防止有重复随机数时造成空位
}
}
for (int i = 0; i < length; i++) {
system.out.print(list.get(i) + "\t");
if ((i + 1) % 10 == 0) {
system.out.println("");
}
}
}
}
实例4:
java生成固定位数的密码随机数代码
public class randompassword {
/**
* @param args
*/
public static void main(string[] args) {
system.out.println(genrandomnum(10));
}
/**
* 生成随即密码
*
* @param pwd_len
* 生成的密码的总长度
* @return 密码的字符串
*/
public static string genrandomnum(int pwd_len) {
// 35是因为数组是从0开始的,26个字母+10个数字
final int maxnum = 36;
int i; // 生成的随机数
int count = 0; // 生成的密码的长度
char[] str = { 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8',
'9' };
stringbuffer pwd = new stringbuffer("");
random r = new random();
while (count < pwd_len) {
// 生成随机数,取绝对值,防止生成负数,
i = math.abs(r.nextint(maxnum)); // 生成的数最大为36-1
if (i >= 0 && i < str.length) {
pwd.append(str[i]);
count++;
}
}
return pwd.tostring();
}
}
实例5:
java生成带权重的随机数
package test;
import java.util.arraylist;
import java.util.hashmap;
import java.util.list;
import java.util.map;
import java.util.random;
//带权重的随机数
//面试的时候面试官问道一个这样的问题
//a、b、c三个字符分别出现的概率是30%,40%,30%
//分析:首先1-100随机产生一个数,判断这个数,1-30出现的概率是30%, 31—70出现的概率是40%, 71-100出现的概率是30%
public class weightrandom {
public static void main(string[] args) {
random ran = new random();
string str=getwanfei(ran.nextint(100));
map<string,object> map = new hashmap<string,object>();
map.put("key","a");
map.put("value","30");
map<string,object> map1 = new hashmap<string,object>();
map.put("key","b");
map.put("value","70");
list<map<string,object>> list = new arraylist<map<string,object>>();
list.add(map);
list.add(map1);
system.out.println( getweight(list,ran.nextint(100)));
}
//知道权重的情况下
public static string getwanfei(int num){
if(num>=1 && num<=30){
return "a";
}else if(num>=31 && num<70){
return "b";
}else{
return "c";
}
}
//如果a、b、c的个数不确定 ,权重的总数也也不确定
public static string getweight(list<map<string,object>> list,int ran){
//map里放的是a,b,c 值,和每个a、b、c对应的权重
int sum=0;
int total = list.size();
for(int i=0;i<total;i++){
sum+=integer.parseint(list.get(i).get("value").tostring());
if(ran<=sum){
return list.get(i).get("key").tostring();
}
}
return null;
}
}