Java生成隨機字符串，必須包含數字、小寫字母、大寫字母

一道算法題，生成隨機字符串，必須包含數字、小寫字母、大寫字母。

為了生成隨機數方便，特別編寫StdRandom類(注1)，API如下。

public class StdRandom
static double random()	0到1之間的實數 [0,1)
static  int uniform(int N)	0到N-1之間的整數[0,N)
static  int uniform(int lo,int hi)	lo到hi-1之間的整數[lo,hi)
static  double uniform(double lo,double hi)	lo到hi之間的實數[lo,hi)

 了解了StdRandom類API以后，就來看一下生成隨機字符串的RandomStr類是如何完成任務的。（輔助類StdRandom最后介紹。）

RandomStr.java

public class RandomStr {
    
    /**
     * 單元測試
     * 運行： java RandomStr 4  (生成長度為4的字符串)
     */
    public static void main(String[] args){
        int len = Integer.parseInt(args[0]);;
        System.out.println(randomStr(len));
    }
    
    /**
     * 返回隨機字符串，同時包含數字、大小寫字母
     * @param len 字符串長度，不能小於3
     * @return String 隨機字符串
     */
    public static String randomStr(int len){
        if(len < 3){
            throw new IllegalArgumentException("字符串長度不能小於3");
        }
        //數組，用於存放隨機字符
        char[] chArr = new char[len];
        //為了保證必須包含數字、大小寫字母
        chArr[0] = (char)('0' + StdRandom.uniform(0,10));
        chArr[1] = (char)('A' + StdRandom.uniform(0,26));
        chArr[2] = (char)('a' + StdRandom.uniform(0,26));
        
    
        char[] codes = { '0','1','2','3','4','5','6','7','8','9',
                         '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','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'};
        //charArr[3..len-1]隨機生成codes中的字符
        for(int i = 3; i < len; i++){
            chArr[i] = codes[StdRandom.uniform(0,codes.length)];
        }
        
        //將數組chArr隨機排序
        for(int i = 0; i < len; i++){
            int r = i + StdRandom.uniform(len - i);
            char temp = chArr[i];
            chArr[i] = chArr[r];
            chArr[r] = temp;
        }
        
        return new String(chArr);
    }
}

 

看一下輔助類StdRandom。

StdRandom.java

public final class StdRandom {
    
    //隨機數生成器
    private static Random random;
    //種子值
    private static long seed;
    
    //靜態代碼塊，初始化種子值及隨機數生成器
    static {
        seed = System.currentTimeMillis();
        random = new Random(seed);
    }
    
    //私有構造函數，禁止實例化
    private StdRandom() {}
    
    /**
     * 設置種子值
     * @param s 隨機數生成器的種子值
     */
    public static void setSeed(long s){
        seed = s;
        random = new Random(seed);
    }
    
    /**
     * 獲取種子值
     * @return long 隨機數生成器的種子值
     */
    public static long getSeed(){
        return seed;
    }
    
    /**
     * 隨機返回0到1之間的實數 [0,1)
     * @return double 隨機數
     */
    public static double uniform(){
        return random.nextDouble();
    }
    
    /**
     * 隨機返回0到N-1之間的整數 [0,N)
     * @param N 上限
     * @return int 隨機數
     */
    public static int uniform(int N){
        return random.nextInt(N);
    }
    
    /**
     * 隨機返回0到1之間的實數 [0,1)
     * @return double 隨機數
     */
    public static double random(){
        return uniform();
    }
    
    /**
     * 隨機返回a到b-1之間的整數 [a,b)
     * @param a 下限
     * @param b 上限
     * @return int 隨機數
     */
    public static int uniform(int a,int b){
        return a + uniform(b - a);
    }
    
    /**
     * 隨機返回a到b之間的實數
     * @param a 下限
     * @param b 上限
     * @return double 隨機數
     */
    public static double uniform(double a,double b){
        return a + uniform() * (b - a);
    }
}

 

注1：StdRandom類來自《算法（第4版）》 第一章 《基礎編程模型》， 作者 Robert Sedgewick 、 Kevin Wayne。本文中的StdRandom類是精簡版本，刪除了其他未用到的方法。