JAVA中的Random()函數

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。例子如下：

package IO;
import java.util.Random;

public class TestRandom {
    
    public static void main(String[] args) {
        // 案例1
        System.out.println("Math.random()=" + Math.random());// 結果是個double類型的值，區間為[0.0,1.0）
        int num = (int) (Math.random() * 3); // 注意不要寫成(int)Math.random()*3，這個結果為0，因為先執行了強制轉換
        System.out.println("num=" + num);
        /**
         * 輸出結果為：
         * 
         * Math.random()=0.02909671613289655
         * num=0
         * 
         */
　　}
}

二、java.util.Random

　　下面Random()的兩種構造方法：

　　　　 Random()：創建一個新的隨機數生成器。

　　　　 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的毫秒數作為種子數: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。

　　具體用法如下例：

package IO;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

public class TestRandom {
    
    public static void main(String[] args) {
        
        // 案例2
        // 對於種子相同的Random對象，生成的隨機數序列是一樣的。
        Random ran1 = new Random(10);
        System.out.println("使用種子為10的Random對象生成[0,10)內隨機整數序列: ");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.print(ran1.nextInt(10) + " ");
        }
        System.out.println();
        Random ran2 = new Random(10);
        System.out.println("使用另一個種子為10的Random對象生成[0,10)內隨機整數序列: ");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.print(ran2.nextInt(10) + " ");
        }
        /**
         * 輸出結果為：
         * 
         * 使用種子為10的Random對象生成[0,10)內隨機整數序列: 
         * 3 0 3 0 6 6 7 8 1 4 
         * 使用另一個種子為10的Random對象生成[0,10)內隨機整數序列: 
         * 3 0 3 0 6 6 7 8 1 4 
         * 
         */
        
        // 案例3
        // 在沒帶參數構造函數生成的Random對象的種子缺省是當前系統時間的毫秒數。
        Random r3 = new Random();
        System.out.println();
        System.out.println("使用種子缺省是當前系統時間的毫秒數的Random對象生成[0,10)內隨機整數序列");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.print(r3.nextInt(10)+" ");
        }
        /**
         * 輸出結果為：
         * 
         * 使用種子缺省是當前系統時間的毫秒數的Random對象生成[0,10)內隨機整數序列
         * 1 1 0 4 4 2 3 8 8 4
         *  
         */
        
        // 另外，直接使用Random無法避免生成重復的數字，如果需要生成不重復的隨機數序列，需要借助數組和集合類
        ArrayList list=new TestRandom().getDiffNO(10);
        System.out.println();
        System.out.println("產生的n個不同的隨機數："+list);
    }
    
    /**
     * 生成n個不同的隨機數，且隨機數區間為[0,10)
     * @param n
     * @return
     */
    public ArrayList getDiffNO(int n){
        // 生成 [0-n) 個不重復的隨機數
        // list 用來保存這些隨機數
        ArrayList list = new ArrayList();
        Random rand = new Random();
        boolean[] bool = new boolean[n];
        int num = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            do {
                // 如果產生的數相同繼續循環
                num = rand.nextInt(n);
            } while (bool[num]);
            bool[num] = true;
            list.add(num);
        }
        return list;
    }
    
    
}

備注：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。

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

 

參考資料：

http://blog.sina.com.cn/s/blog_93dc666c0101h3gd.html

http://blog.csdn.net/wpjava/article/details/6004492