生成指定范围的随机数_JAVA 获取随机数的方式以及应用案例

基本知识

java中获取随机数主要有2种方式，一个是Random类获取，一个是用math类的获取。

Math类

方法名称 double java.lang.Math.random()

方法说明返回一个[0.0,1.0)之间的double类型数据

Random类

方法名称（包括nextInt,nextLong,nextBytes,nextDouble,nextBoolean等，用法类似，下面以nextInt为例）

int java.util.Random.nextInt();
int java.util.Random.nextInt(int);

方法说明不带参数的nextInt获取2^32中任何一个数字整形数字（包括负数），带参数的获取一个大于等于0小于指定参数的整形数字

用法演示

下面针对这2中方法获取随机数，在实际应用场景中，一般都定义范围内获取。

Math.random

  public static void main(String[] args) {//获取一个[0,100)之间的随机数int a = (int)(Math.random()*100);//获取一个[-50,50)之间的随机数int b = (int)(Math.random()*100) - 50;//获取一个[-20,120)之间的随机数int c = (int)(Math.random()*140) - 20;System.out.println(a);System.out.println(b);System.out.println(c);}

Random.nextInt

  public static void main(String[] args) {Random random = new Random();//获取一个随机数int a = random.nextInt();//获取[0,130)之间的随机数int b = random.nextInt(130);//获取一个[-50,50)之间的随机数int c = random.nextInt(100) - 50;//获取一个[-20,120)之间的随机数int d = random.nextInt(140) - 20;System.out.println(a);System.out.println(b);System.out.println(c);System.out.println(d);}

进阶知识

1、获取一个指定范围内指定长度的随机数组，数组内随机数可能重复

public class RandomUtils {/*** 获取一个指定范围内指定长度的随机数组* * @param begin*            范围开始位置（包括）* @param end*            范围结束位置（不包括）* @param length*            返回的数组长度* @return int[] 返回的数组*/public static int[] getRandomArray(int begin, int end, int length) {// 参数校验if (begin >= end || length == 0) {return null;}//随机数生成器Random random = new Random();int[] array = new int[length];for(int i=0;i<length;i++){// 数组填充随机数array[i] = random.nextInt(end-begin) + begin;}return array;}public static void main(String[] args) {int[] array = RandomUtils.getRandomArray(10,100,5);if(array == null) return ;for(int i=0;i<array.length;i++){System.out.printf("%3d",array[i]);}}
}

2、获取一个指定范围内指定长度的不重复随机数组

思路一：每次获取随机数，然后和现有的比对，不重复则保存，重复则丢弃，重新获取。

思路二：将范围内所有的数字保存到缓存中，然后从中随机获取一个数字，并将该数字从缓存清除。

分析：思路一针对范围大，获取数据数组长度小比较适用，重复概率低。思路二针对范围小，获取数组长度大（甚至等于范围大小）时比较实用。从时间复杂度和空间复杂度来说，思路二远高于思路一，本次案例选用思路二实现。

public class RandomUtils {/*** 获取一个指定范围内指定长度的不重复的随机数组* * @param begin*            范围开始位置（包括）* @param end*            范围结束位置（不包括）* @param length*            返回的数组长度* @return int[] 返回的数组*/public static int[] getNoRepeatRandomArray(int begin, int end, int length) {// 参数校验if (begin >= end || length == 0 || (end-begin) < length) {return null;}// 随机数生成器Random random = new Random();//用arrayList保存数值List<Integer> list = new ArrayList<>();for(int i=begin;i<end;i++){list.add(i);}//随机一个位置int[] array = new int[length];int index = 0;for(int i=0;i<length;i++){index = random.nextInt(list.size());array[i] = list.get(index);// 将已经获取的数组从list中删除list.remove(index);}return array;}public static void main(String[] args) {int[] array = RandomUtils.getNoRepeatRandomArray(10, 16, 7);if(array == null) return; for (int i = 0; i < array.length; i++) {System.out.printf("%3d", array[i]);}}
}

项目实战

利用进阶知识中的获取不重复的随机数方法，完成52张扑克牌的洗牌并发放到4个玩家。

分析：本案例有多种实现方式，例如将一张扑克牌定义一个类，包括花色，数字等，由于本案例只是演示随机数的应用，故采用以下方法：

定义一个长度为52的数字，指定数字1-13为红桃，14-26为方块，27-39位黑桃，40-52为梅花，同理，1,14,27,40为A，2,15,28,41为2...,具体实现如下：

public static void main(String[] args) {// 获取52张不重复的数组int[] array = RandomUtils.getNoRepeatRandomArray(1, 53, 52);int[] userA = new int[13];int[] userB = new int[13];int[] userC = new int[13];int[] userD = new int[13];// 将牌发放给4个玩家System.arraycopy(array, 0, userA, 0, 13);System.arraycopy(array, 13, userB, 0, 13);System.arraycopy(array, 26, userC, 0, 13);System.arraycopy(array, 39, userD, 0, 13);// 按花色排序打印Arrays.sort(userA);System.out.println("玩家A获取的牌面为:" + printCardArray(userA));Arrays.sort(userB);System.out.println("玩家B获取的牌面为:" + printCardArray(userB));Arrays.sort(userC);System.out.println("玩家C获取的牌面为:" + printCardArray(userC));Arrays.sort(userD);System.out.println("玩家D获取的牌面为:" + printCardArray(userD));}/*** 打印玩家的牌面* @param array* @return*/
private static String printCardArray(int[] array){StringBuffer sb = new StringBuffer();for(int i=0;i<array.length;i++){sb.append(printCard(array[i]) + " ");}return sb.toString();
}/*** 将数字转换为牌面* @param n* @return*/
private static String printCard(int n){int color = (n-1)/13;int num = (n-1)%13 + 1;String colorStr;String numStr;switch(color){case 0:colorStr = "红桃";break;case 1:colorStr = "方块";break;case 2:colorStr = "黑桃";break;case 3:colorStr = "梅花";break;default:colorStr = null;}switch(num){case 11:numStr = "J";break;case 12:numStr = "Q";break;case 13:numStr = "K";break;case 1:numStr = "A";break;default:numStr = num+""; }return colorStr + numStr;
}
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玩家A获取的牌面为:红桃A 红桃4 红桃7 红桃10 方块A 方块5 方块J 方块Q 黑桃2 梅花3 梅花6 梅花8 梅花Q
玩家B获取的牌面为:红桃3 红桃5 红桃K 方块3 方块4 方块7 方块10 黑桃9 黑桃Q 梅花4 梅花5 梅花9 梅花K
玩家C获取的牌面为:红桃2 红桃8 红桃9 红桃Q 方块2 方块6 方块K 黑桃4 黑桃6 黑桃7 黑桃8 梅花A 梅花10
玩家D获取的牌面为:红桃6 红桃J 方块8 方块9 黑桃A 黑桃3 黑桃5 黑桃10 黑桃J 黑桃K 梅花2 梅花7 梅花J