Java:Random函数及其种子的作用
Java中存在着两种Random函数:
一、java.lang.Math.Random;
调用这个Math.Random()函数能够返回带正号的double值,该值大于等于0.0且小于1.0,即取值范围是[0.0,1.0)的左闭右开区间,返回值是一个伪随机选择的数,在该范围内(近似)均匀分布。例子如下:
package IO;
import java.util.Random;public class TestRandom {public static void main(String[] args) {// 案例1System.out.println("Math.random()=" + Math.random());// 结果是个double类型的值,区间为[0.0,1.0)int num = (int) (Math.random() * 3); // 注意不要写成(int)Math.random()*3,这个结果为0,因为先执行了强制转换System.out.println("num=" + num);/*** 输出结果为:* * Math.random()=0.02909671613289655* num=0* */}
}
二、java.util.Random
下面Random()的两种构造方法:
Random():创建一个新的随机数生成器。
Random(long seed):使用单个 long 种子创建一个新的随机数生成器。
我们可以在构造Random对象的时候指定种子(这里指定种子有何作用,请接着往下看),如:Random r1 = new Random(20);
或者默认当前系统时间的毫秒数作为种子数:Random r1 = new Random();
需要说明的是:你在创建一个Random对象的时候可以给定任意一个合法的种子数,种子数只是随机算法的起源数字,和生成的随机数的区间没有任何关系。如下面的Java代码:
总结一下:Random的对象有两种构建方式:带种子和不带种子。不带种子的方式将会返回随机的数字,每次运行结果不一样。无论程序运行多少次,带种子方式构建的Random对象会返回一样的结果。
Random rand =new Random(25);
int i;
i=rand.nextInt(100);
初始化时25并没有起直接作用(注意:不是没有起作用),rand.nextInt(100);中的100是随机数的上限,产生的随机数为0-100的整数,不包括100。
具体用法如下例:
package IO;import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;public class TestRandom {public static void main(String[] args) {// 案例2// 对于种子相同的Random对象,生成的随机数序列是一样的。Random ran1 = new Random(10);System.out.println("使用种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列: ");for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.print(ran1.nextInt(10) + " ");}System.out.println();Random ran2 = new Random(10);System.out.println("使用另一个种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列: ");for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.print(ran2.nextInt(10) + " ");}/*** 输出结果为:* * 使用种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列: * 3 0 3 0 6 6 7 8 1 4 * 使用另一个种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列: * 3 0 3 0 6 6 7 8 1 4 * */// 案例3// 在没带参数构造函数生成的Random对象的种子缺省是当前系统时间的毫秒数。Random r3 = new Random();System.out.println();System.out.println("使用种子缺省是当前系统时间的毫秒数的Random对象生成[0,10)内随机整数序列");for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.print(r3.nextInt(10)+" ");}/*** 输出结果为:* * 使用种子缺省是当前系统时间的毫秒数的Random对象生成[0,10)内随机整数序列* 1 1 0 4 4 2 3 8 8 4* */// 另外,直接使用Random无法避免生成重复的数字,如果需要生成不重复的随机数序列,需要借助数组和集合类ArrayList list=new TestRandom().getDiffNO(10);System.out.println();System.out.println("产生的n个不同的随机数:"+list);}/*** 生成n个不同的随机数,且随机数区间为[0,10)* @param n* @return*/public ArrayList getDiffNO(int n){// 生成 [0-n) 个不重复的随机数// list 用来保存这些随机数ArrayList list = new ArrayList();Random rand = new Random();boolean[] bool = new boolean[n];int num = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {do {// 如果产生的数相同继续循环num = rand.nextInt(n);} while (bool[num]);bool[num] = true;list.add(num);}return list;}}
备注:下面是Java.util.Random()方法摘要:
- protected int next(int bits):生成下一个伪随机数。
- boolean nextBoolean():返回下一个伪随机数,它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的boolean值。
- void nextBytes(byte[] bytes):生成随机字节并将其置于用户提供的 byte 数组中。
- double nextDouble():返回下一个伪随机数,它是取自此随机数生成器序列的、在0.0和1.0之间均匀分布的 double值。
- float nextFloat():返回下一个伪随机数,它是取自此随机数生成器序列的、在0.0和1.0之间均匀分布float值。
- double nextGaussian():返回下一个伪随机数,它是取自此随机数生成器序列的、呈高斯(“正态”)分布的double值,其平均值是0.0标准差是1.0。
- int nextInt():返回下一个伪随机数,它是此随机数生成器的序列中均匀分布的 int 值。
- int nextInt(int n):返回一个伪随机数,它是取自此随机数生成器序列的、在(包括和指定值(不包括)之间均匀分布的int值。
- long nextLong():返回下一个伪随机数,它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的 long 值。
- void setSeed(long seed):使用单个 long 种子设置此随机数生成器的种子。
下面给几个例子:
- 生成[0,1.0)区间的小数:double d1 = r.nextDouble();
- 生成[0,5.0)区间的小数:double d2 = r.nextDouble() * 5;
- 生成[1,2.5)区间的小数:double d3 = r.nextDouble() * 1.5 + 1;
- 生成-231到231-1之间的整数:int n = r.nextInt();
- 生成[0,10)区间的整数:
int n2 = r.nextInt(10);//方法一
n2 = Math.abs(r.nextInt() % 10);//方法二
三.关于种子
伪随机(preundorandom):通过算法产生的随机数都是伪随机!!
只有通过真实的随机事件产生的随机数才是真随机!!比如,通过机器的硬件噪声产生随机数、通过大气噪声产生随机数
Random生成的随机数都是伪随机数!!!
参考博客:https://www.cnblogs.com/huiAlex/p/8057737.html
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