23、Java 基础-Random 函数

    xiaoxiao2022-07-04  201

    Java Random 函数

    一、Random()函数

    Java中提供两种Random()函数: ####1、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。 例如下面的实验代码

    import java.lang.Math; public class MathRandom { public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 10; i++) { int num = (int)(Math.random()*3); System.out.println("num is: " + num); } } }

    运行结果如下:

    num is: 1 num is: 0 num is: 2 num is: 0 num is: 1 num is: 1 num is: 2 num is: 1 num is: 1 num is: 2

    观察会发现代码的用一个循环10次循环输出num的取值,均随机分布在[0,3)之间! 在使用Math.Random()的时候需要注意的地方时该函数是返回double类型的值,所以在要赋值给其他类型的变量的时候注意需要进行类型转换。

    2、java.util.Random;

    在Java的API帮助文档中,总结了一下对这个Random()函数功能的描述: java.util.Random类中实现的随机算法是伪随机,也就是有规则的随机,所谓有规则的就是在给定种(seed)的区间内随机生成数字; 相同种子数的Random对象,相同次数生成的随机数字是完全相同的; Random类中各方法生成的随机数字都是均匀分布的,也就是说区间内部的数字生成的几率均等;

    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对应的相对时间有关的数字作为种子数:

    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:

    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。

    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0.01.0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0.01.0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1.0int 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。

    方法摘要也就这些,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

    前面曾讲到过构造Random对象的时候指定种子的问题,到底指定种子有什么作用呢,这里直接用代码例子来做说明:

    Random rand1 = new Random(10); Random rand2 = new Random(10); for (int j = 0; j < 4; j++) { int t1 = rand1.nextInt(30); int t2 = rand2.nextInt(30); System.out.println("t1: " + t1); System.out.println("t2: " + t2); }

    在定义的时候分别指定了相同的种子之后,在分别用r1和r2去[0,30)的随机数,结果编译执行后悔发现结果都是呈现AABB型的,说明r1和r2取的随机数是一模一样的,如下所示:

    t1: 3 t2: 3 t1: 0 t2: 0 t1: 3 t2: 3 t1: 0 t2: 0

    如果我改动代码,改成下面这样:

    Random rand1 = new Random(); Random rand2 = new Random(10); for (int j = 0; j < 4; j++) { int t1 = rand1.nextInt(30); int t2 = rand2.nextInt(30); System.out.println("t1: " + t1); System.out.println("t2: " + t2); }

    再编译输出后,就再也不会得到AABB型的结果,根据代码的区别,就可以知道指定种子数,和不指定种子数的区别在于哪里了。

    t1: 6 t2: 3 t1: 0 t2: 0 t1: 27 t2: 3 t1: 19 t2: 0

    最后再来简单对比一下这两个随机函数到底的特点: java.Math.Random()实际是在内部调用java.util.Random()的,它有一个致命的弱点,它和系统时间有关,也就是说相隔时间很短的两个random比如:

    double a = Math.random()double b = Math.random();

    即有可能会得到两个一模一样的double。 java.util.Random()在调用的时候可以实现和java.Math.Random()一样的功能,而且他具有很多的调用方法,相对来说比较灵活。所以从总体来看,使用java.util.Random()会相对来说比较灵活一些。

    完整示例代码地址:Day23

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