Java 隨機數

 

本章先講解Java隨機數的幾種產生方式，然后通過示例對其進行演示。

廣義上講，Java中的隨機數的有三種產生方式：
(01). 通過System.currentTimeMillis()來獲取一個當前時間毫秒數的long型數字。
(02). 通過Math.random()返回一個0到1之間的double值。
(03). 通過Random類來產生一個隨機數，這個是專業的Random工具類，功能強大。

第1種

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通過System.currentTimeMillis()來獲取隨機數。實際上是獲取當前時間毫秒數，它是long類型。使用方法如下：

final long l = System.currentTimeMillis();

若要獲取int類型的整數，只需要將上面的結果轉行成int類型即可。比如，獲取[0, 100)之間的int整數。方法如下：

final long l = System.currentTimeMillis();
final int i = (int)( l % 100 );

 

第2種

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通過Math.random()來獲取隨機數。實際上，它返回的是0(包含)到1(不包含)之間的double值。使用方法如下：

final double d = Math.random();

若要獲取int類型的整數，只需要將上面的結果轉行成int類型即可。比如，獲取[0, 100)之間的int整數。方法如下：

final double d = Math.random();
final int i = (int)(d*100);

 

第3種

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通過Random類來獲取隨機數。

使用方法如下：
(01) 創建Random對象。有兩種方法可以創建Random對象，如下：

Random random = new Random();//默認構造方法
Random random = new Random(1000);//指定種子數字

(02) 通過Random對象獲取隨機數。Random支持的隨機值類型包括：boolean, byte, int, long, float, double。
比如，獲取[0, 100)之間的int整數。方法如下：

int i2 = random.nextInt(100);

 

Random 的函數接口

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// 構造函數(一)： 創建一個新的隨機數生成器。 
Random() 
// 構造函數(二)： 使用單個 long 種子創建一個新隨機數生成器： public Random(long seed) { setSeed(seed); } next 方法使用它來保存隨機數生成器的狀態。
Random(long seed) 

boolean nextBoolean()         // 返回下一個“boolean類型”偽隨機數。 
void    nextBytes(byte[] buf) // 生成隨機字節並將其置於字節數組buf中。 
double  nextDouble()          // 返回一個“[0.0, 1.0) 之間的double類型”的隨機數。 
float   nextFloat()           // 返回一個“[0.0, 1.0) 之間的float類型”的隨機數。 
int     nextInt()             // 返回下一個“int類型”隨機數。 
int     nextInt(int n)        // 返回一個“[0, n) 之間的int類型”的隨機數。 
long    nextLong()            // 返回下一個“long類型”隨機數。 
synchronized double nextGaussian()   // 返回下一個“double類型”的隨機數，它是呈高斯（“正常地”）分布的 double 值，其平均值是 0.0，標准偏差是 1.0。 
synchronized void setSeed(long seed) // 使用單個 long 種子設置此隨機數生成器的種子。

 

獲取隨機數示例

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下面通過示例演示上面3種獲取隨機數的使用方法。
源碼如下(RandomTest.java)：

import java.util.Random;
import java.lang.Math;

/**
 * java 的隨機數測試程序。共3種獲取隨機數的方法：
 *   (01)、通過System.currentTimeMillis()來獲取一個當前時間毫秒數的long型數字。
 *   (02)、通過Math.random()返回一個0到1之間的double值。
 *   (03)、通過Random類來產生一個隨機數，這個是專業的Random工具類，功能強大。
 *
 * @author skywang
 * @email [e-mail]
 */
public class RandomTest{

    public static void main(String args[]){

        // 通過System的currentTimeMillis()返回隨機數
        testSystemTimeMillis();

        // 通過Math的random()返回隨機數
        testMathRandom();

        // 新建“種子為1000”的Random對象，並通過該種子去測試Random的API
        testRandomAPIs(new Random(1000), " 1st Random(1000)");
        testRandomAPIs(new Random(1000), " 2nd Random(1000)");
        // 新建“默認種子”的Random對象，並通過該種子去測試Random的API
        testRandomAPIs(new Random(), " 1st Random()");
        testRandomAPIs(new Random(), " 2nd Random()");
    }

    /**
     * 返回隨機數-01：測試System的currentTimeMillis()
     */
    private static void testSystemTimeMillis() {
        // 通過
        final long l = System.currentTimeMillis();
        // 通過l獲取一個[0, 100)之間的整數
        final int i = (int)( l % 100 );

        System.out.printf("\n---- System.currentTimeMillis() ----\n l=%s i=%s\n", l, i);
    }


    /**
     * 返回隨機數-02：測試Math的random()
     */
    private static void testMathRandom() {
        // 通過Math的random()函數返回一個double類型隨機數，范圍[0.0, 1.0)
        final double d = Math.random();
        // 通過d獲取一個[0, 100)之間的整數
        final int i = (int)(d*100);

        System.out.printf("\n---- Math.random() ----\n d=%s i=%s\n", d, i);
    }


    /**
     * 返回隨機數-03：測試Random的API
     */
    private static void testRandomAPIs(Random random, String title) {
        final int BUFFER_LEN = 5;

        // 獲取隨機的boolean值
        boolean b = random.nextBoolean();
        // 獲取隨機的數組buf[]
        byte[] buf = new byte[BUFFER_LEN];
        random.nextBytes(buf);
        // 獲取隨機的Double值，范圍[0.0, 1.0)
        double d = random.nextDouble();
        // 獲取隨機的float值，范圍[0.0, 1.0)
        float f = random.nextFloat();
        // 獲取隨機的int值
        int i1 = random.nextInt();
        // 獲取隨機的[0,100)之間的int值
        int i2 = random.nextInt(100);
        // 獲取隨機的高斯分布的double值
        double g = random.nextGaussian();
        // 獲取隨機的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("]");
    }
}