java Random類和Math.Rondom


 
Java中存在着兩種Random函數:
一、java.lang.Math.Random;
調用這個Math.Random()函數能夠返回帶正號的double值,該值大於等於0.0且小於1.0,即取值范圍是[0.0,1.0)的左閉右開區間,返回值是一個偽隨機選擇的數,在該范圍內(近似)均勻分布。
例如下面的實驗代碼
  Java中的Random()函數
編譯通過后運行結果如下圖
 Java中的Random()函數
觀察會發現代碼的用一個循環10次循環輸出num的取值,均隨機分布在[0,3)之間!在使用Math.Random()的時候需要注意的地方時該函數是返回double類型的值,所以在要賦值給其他類型的變量的時候注意需要進行塑形轉換。
 
二、java.util.Random;
在Java的API幫助文檔中,總結了一下對這個Random()函數功能的描述:
1、java.util.Random類中實現的隨機算法是偽隨機,也就是有規則的隨機,所謂有規則的就是在給定種(seed)的區間內隨機生成數字;
2、相同種子數的Random對象,相同次數生成的隨機數字是完全相同的;
3、Random類中各方法生成的隨機數字都是均勻分布的,也就是說區間內部的數字生成的幾率均等;
 
下面Random()的兩種構造方法
1.Random(): 創建一個新的隨機數生成器。
2.Random(long seed): 使用單個 long 種子創建一個新的隨機數生成器。
 
我們可以在構造Random對象的時候指定種子(這里指定種子有何作用,請接着往下看),如:
Random r1 = new Random(20);
或者默認當前系統時間對應的相對時間有關的數字作為種子數:
Random r1 = new Random();
需要說明的是:你在創建一個Random對象的時候可以給定任意一個合法的種子數,種子數只是隨機算法的起源數字,和生成的隨機數的區間沒有任何關系。如下面的Java代碼:
Random rand =new Random(25);
int i;
i=rand.nextInt(100);
初始化時25並沒有起直接作用(注意:不是沒有起作用),rand.nextInt(100);中的100是隨機數的上限,產生的隨機數為0-100的整數,不包括100。
 
下面是Java.util.Random()方法摘要
1.protected int next(int bits):生成下一個偽隨機數。
2.boolean nextBoolean():返回下一個偽隨機數,它是取自此隨機數生成器序列的均勻分布的boolean值。
3.void nextBytes(byte[] bytes):生成隨機字節並將其置於用戶提供的 byte 數組中。
4.double nextDouble():返回下一個偽隨機數,它是取自此隨機數生成器序列的、在0.0和1.0之間均勻分布的 double值。
5.float nextFloat():返回下一個偽隨機數,它是取自此隨機數生成器序列的、在0.0和1.0之間均勻分布float值。
6.double nextGaussian():返回下一個偽隨機數,它是取自此隨機數生成器序列的、呈高斯(“正態”)分布的double值,其平均值是0.0標准差是1.0。
7.int nextInt():返回下一個偽隨機數,它是此隨機數生成器的序列中均勻分布的 int 值。
8.int nextInt(int n):返回一個偽隨機數,它是取自此隨機數生成器序列的、在(包括和指定值(不包括)之間均勻分布的int值。
9.long nextLong():返回下一個偽隨機數,它是取自此隨機數生成器序列的均勻分布的 long 值。
10.void setSeed(long seed):使用單個 long 種子設置此隨機數生成器的種子。
 
方法摘要也就這些,下面給幾個例子:
1.生成[0,1.0)區間的小數:double d1 = r.nextDouble();
2.生成[0,5.0)區間的小數:double d2 = r.nextDouble() * 5;
3.生成[1,2.5)區間的小數:double d3 = r.nextDouble() * 1.5 + 1;
4.生成-231到231-1之間的整數:int n = r.nextInt();
5.生成[0,10)區間的整數:
int n2 = r.nextInt(10);//方法一
n2 = Math.abs(r.nextInt() % 10);//方法二
 
前面曾講到過構造Random對象的時候指定種子的問題,到底指定種子有什么作用呢,這里直接用代碼例子來做說明:
  Java中的Random()函數
在定義的時候分別指定了相同的種子之后,在分別用r1和r2去[0,30)的隨機數,結果編譯執行后悔發現結果都是呈現AABB型的,說明r1和r2取的隨機數是一模一樣的(下圖為實驗截圖)。
  Java中的Random()函數
如果我改動代碼,改成下面這樣:
  Java中的Random()函數
再編譯輸出后,就再也不會得到AABB型的結果,根據代碼的區別,就可以知道指定種子數,和不指定種子數的區別在於哪里了。
  Java中的Random()函數
 
最后再來簡單對比一下這兩個隨機函數到底的特點:
1.java.Math.Random()實際是在內部調用java.util.Random()的,它有一個致命的弱點,它和系統時間有關,也就是說相隔時間很短的兩個random比如:
double a = Math.random();
double b = Math.random();
即有可能會得到兩個一模一樣的double。
2.java.util.Random()在調用的時候可以實現和java.Math.Random()一樣的功能,而且他具有很多的調用方法,相對來說比較靈活。所以從總體來看,使用java.util.Random()會相對來說比較靈活一些。
我們再來看個例子
public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(Math.random());
		Random random = new Random(System.currentTimeMillis());

		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			System.out.print(random.nextInt(50) + "-");
		}
		System.out.println();
		Random random2 = new Random(System.currentTimeMillis());

		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			System.out.print(random2.nextInt(50) + "-");
		}
		

	}
結果:
0.3530016856334154
3-34-33-18-13-35-6-25-23-17-
3-34-33-18-13-35-6-25-23-17-

 我們看到,兩個random結果都是一樣的,就是上面所說的“偽隨機數”

可能這時System.currentTieMillis都是一樣,我們可以Random random2 = new Random(System.currentTimeMillis()+1);顯示的結果就不一樣了

 


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