Java获取随机数的3种方法

时间：2022-03-27 16:42:03

主要介绍了Java获取随机数的3种方法，主要利用random()函数来实现

方法1

(数据类型)(最小值+Math.random()*(最大值-最小值+1))例:

?
1
(int)(1+Math.random()*(10-1+1))

从1到10的int型随数

方法2

获得随机数

?
1
2
3
for (int i=0;i<30;i++)
{System.out.println((int)(1+Math.random()*10));}
(int)(1+Math.random()*10)

通过java.Math包的random方法得到1-10的int随机数

公式是:最小值---最大值（整数）的随机数

（类型）最小值+Math.random()*最大值

方法3

?
1
2
3
Random ra =new Random();
for (int i=0;i<30;i++)
{System.out.println(ra.nextInt(10)+1);}

通过java.util包中的Random类的nextInt方法来得到1-10的int随机数

生成0到1之间的任意随机小数：

生成[0,d)区间的随机小数，d为任意正的小数，则只需要将nextDouble方法的返回值乘以d即可。

[n1，n2]

也就是 ra.nextDouble() * (n2-n1)+n1

java产生随机数的几种方式

一.在j2se里我们可以使用Math.random()方法来产生一个随机数，这个产生的随机数是0-1之间的一个double，我们可以把他乘以一定的数，比如说乘以100，他就是个100以内的随机，这个在j2me中没有。

二.在java.util这个包里面提供了一个Random的类，我们可以新建一个Random的对象来产生随机数，他可以产生随机整数、随机float、随机double，随机long，这个也是我们在j2me的程序里经常用的一个取随机数的方法。

三.在我们的System类中有一个currentTimeMillis()方法，这个方法返回一个从1970年1月1号0点0分0秒到目前的一个毫秒数，返回类型是long，我们可以拿他作为一个随机数，我们可以拿他对一些数取模，就可以把他限制在一个范围之内啦

其实在Random的默认构造方法里也是使用上面第三种方法进行随机数的产生的

对于方法二中的Random类有以下说明：

java.util.Random类有两种方式构建方式：带种子和不带种子

不带种子：

此种方式将会返回随机的数字，每次运行结果不一样

?
1
2
3
4
5
6
7
public class RandomTest {
public static void main(String[] args) {
java.util.Random r=new java.util.Random();
for(int i=0;i<10;i++){
  System.out.println(r.nextInt());
}
}

带种子：

此种方式，无论程序运行多少次，返回结果都是一样的

?
1
2
3
4
5
6
public static void main(String[] args) {
java.util.Random r=new java.util.Random(10);
for(int i=0;i<10;i++){
  System.out.println(r.nextInt());
}
}

两种方式的差别在于

(1) 首先请打开Java Doc，我们会看到Random类的说明：

此类的实例用于生成伪随机数流，此类使用48 位的种子，该种子可以使用线性同余公式对其进行修改。

如果用相同的种子创建两个 Random 实例，则对每个实例进行相同的方法调用序列，它们将生成并返回相同的数字序列。为了保证实现这种特性，我们为类Random指定了特定的算法。为了 Java 代码的完全可移植性，Java 实现必须让类 Random 使用此处所示的所有算法。但是允许 Random 类的子类使用其他算法，只要其符合所有方法的常规协定即可。

Java Doc对Random类已经解释得非常明白，我们的测试也验证了这一点。

(2) 如果没有提供种子数，Random实例的种子数将是当前时间的毫秒数，可以通过System.currentTimeMillis()来获得当前时间的毫秒数。打开JDK的源代码，我们可以非常明确地看到这一点。

?
1
public Random() { this(System.currentTimeMillis()); }

另外：

random对象的nextInt(),nextInt(int n)方法的说明：

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，它是从此随机数生成器的序列中取出的、在 0（包括）和指定值（不包括）之间均匀分布的 int值。 

Java随机数总结

随机数在实际中使用很广泛，比如要随即生成一个固定长度的字符串、数字。或者随即生成一个不定长度的数字、或者进行一个模拟的随机选择等等。Java提供了最基本的工具，可以帮助开发者来实现这一切。

一、Java随机数的产生方式

在Java中，随机数的概念从广义上将，有三种。

1、通过System.currentTimeMillis()来获取一个当前时间毫秒数的long型数字。

2、通过Math.random()返回一个0到1之间的double值。

3、通过Random类来产生一个随机数，这个是专业的Random工具类，功能强大。

二、Random类API说明

1、Java API说明

Random类的实例用于生成伪随机数流。此类使用 48 位的种子，使用线性同余公式对其进行修改(请参阅 Donald Knuth 的《The Art of Computer Programming， Volume 2》，第 3.2.1 节)。

如果用相同的种子创建两个 Random 实例，则对每个实例进行相同的方法调用序列，它们将生成并返回相同的数字序列。为了保证属性的实现，为类 Random 指定了特定的算法。

很多应用程序会发现 Math 类中的 random 方法更易于使用。

2、方法摘要

Random()     //创建一个新的随机数生成器。

Random(long seed)   //使用单个 long 种子创建一个新随机数生成器： public Random(long seed) { setSeed(seed); } next 方法使用它来保存随机数生成器的状态。

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，它是从此随机数生成器的序列中取出的、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字节数组中。

double nextDouble()：返回下一个伪随机数，它是从此随机数生成器的序列中取出的、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，它是从此随机数生成器的序列中取出的、在 0.0 和 1.0 之间均匀分布的 float 值。

double nextGaussian()：返回下一个伪随机数，它是从此随机数生成器的序列中取出的、呈高斯(“正常地”)分布的 double 值，其平均值是 0.0，标准偏差是 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，它是从此随机数生成器的序列中取出的、在 0(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，它是从此随机数生成器的序列中取出的、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。

三、Random类使用说明

1、带种子与不带种子的区别Random类使用的根本是策略分带种子和不带种子的Random的实例。

通俗说，两者的区别是：带种子的，每次运行生成的结果都是一样的。

不带种子的，每次运行生成的都是随机的，没有规律可言。

2、创建不带种子的Random对象
　　

?
1
Random random = new Random();

3、创建不带种子的Random对象有两种方法：

1) Random random = new Random(555L);

2) Random random = new Random();random.setSeed(555L);

四、测试

通过一个例子说明上面的用法
　　

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
import java.util.Random;
　　
　　public class TestRandomNum {
　　public static void main(String[] args) {
　　randomTest();
　　testNoSeed();
　　testSeed1();
　　testSeed2();
　　}
　　public static void randomTest() {
　　System.out.println("--------------test()--------------");
　　//返回以毫秒为单位的当前时间。
　　long r1 = System.currentTimeMillis();
　　//返回带正号的 double 值，大于或等于 0.0，小于 1.0。
　　double r2 = Math.random();
　　//通过Random类来获取下一个随机的整数
　　int r3 = new Random().nextInt();
　　System.out.println("r1 = " + r1);
　　System.out.println("r3 = " + r2);
　　System.out.println("r2 = " + r3);
　　}
　　public static void testNoSeed() {
　　System.out.println("--------------testNoSeed()--------------");
　　//创建不带种子的测试Random对象
　　Random random = new Random();
　　for (int i = 0; i < 3; i++) {
　　System.out.println(random.nextInt());
　　}
　　}
　　public static void testSeed1() {
　　System.out.println("--------------testSeed1()--------------");
　　//创建带种子的测试Random对象
　　Random random = new Random(555L);
　　for (int i = 0; i < 3; i++) {
　　System.out.println(random.nextInt());
　　}
　　}
　　public static void testSeed2() {
　　System.out.println("--------------testSeed2()--------------");
　　//创建带种子的测试Random对象
　　Random random = new Random();
　　random.setSeed(555L);
　　for (int i = 0; i < 3; i++) {
　　System.out.println(random.nextInt());
　　}
　　}
　　}

运行结果：

       --------------test()--------------
　　r1 = 1227108626582
　　r3 = 0.5324887850155043
　　r2 = -368083737
　　--------------testNoSeed()--------------
　　809503475
　　1585541532
　　-645134204
　　--------------testSeed1()--------------
　　-1367481220
　　292886146
　　-1462441651
　　--------------testSeed2()--------------
　　-1367481220
　　292886146
　　-1462441651
　　Process finished with exit code 0

通过testSeed1()与testSeed2()方法的结果可以看到，两个打印结果相同，因为他们种子相同，再运行一次，结果还是一样的，这就是带种子随机数的特性。而不带种子的，每次运行结果都是随机的。

五、综合应用

下面通过最近写的一个随机数工具类来展示用法：
　

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
import java.util.Random;
　
　public class RandomUtils {
　public static final String allChar = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
　public static final String letterChar = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
　public static final String numberChar = "0123456789";
　
　public static String generateString(int length) {
　StringBuffer sb = new StringBuffer();
　Random random = new Random();
　for (int i = 0; i < length; i++) {
　sb.append(allChar.charAt(random.nextInt(allChar.length())));
　}
　return sb.toString();
　}
　
　public static String generateMixString(int length) {
　StringBuffer sb = new StringBuffer();
　Random random = new Random();
　for (int i = 0; i < length; i++) {
　sb.append(allChar.charAt(random.nextInt(letterChar.length())));
　}
　return sb.toString();
　}
　
　public static String generateLowerString(int length) {
　return generateMixString(length).toLowerCase();
　}
　
　public static String generateUpperString(int length) {
　return generateMixString(length).toUpperCase();
　}
　
　public static String generateZeroString(int length) {
　StringBuffer sb = new StringBuffer();
　for (int i = 0; i < length; i++) {
　sb.append('0');
　}
　return sb.toString();
　}
　
　public static String toFixdLengthString(long num, int fixdlenth) {
　StringBuffer sb = new StringBuffer();
　String strNum = String.valueOf(num);
　if (fixdlenth - strNum.length() >= 0) {
　sb.append(generateZeroString(fixdlenth - strNum.length()));
　} else {
　throw new RuntimeException("将数字" + num + "转化为长度为" + fixdlenth + "的字符串发生异常!");
　}
　sb.append(strNum);
　return sb.toString();
　}
　
　public static String toFixdLengthString(int num, int fixdlenth) {
　StringBuffer sb = new StringBuffer();
　String strNum = String.valueOf(num);
　if (fixdlenth - strNum.length() >= 0) {
　sb.append(generateZeroString(fixdlenth - strNum.length()));
　} else {
　throw new RuntimeException("将数字" + num + "转化为长度为" + fixdlenth + "的字符串发生异常!");
　}
　sb.append(strNum);
　return sb.toString();
　}
　public static void main(String[] args) {
　System.out.println(generateString(15));
　System.out.println(generateMixString(15));
　System.out.println(generateLowerString(15));
　System.out.println(generateUpperString(15));
　System.out.println(generateZeroString(15));
　System.out.println(toFixdLengthString(123, 15));
　System.out.println(toFixdLengthString(123L, 15));
　}
　}

运行结果：

       vWMBPiNbzfGCpHG
　　23hyraHdJkKPwMv
　　tigowetbwkm1nde
　　BPZ1KNEJPHB115N
　　000000000000000
　　000000000000123
　　000000000000123
　　Process finished with exit code 0　

六、总结　

1、随机数很常用，在Java有三种产生方式，以Random随机数的使用最为复杂。

2、Random类对象有是否带种子之分，带种子的只要种子相同，多次运行，生成随机数的结果总是那样。

3、带种子随机数的带种子的对象创建方式有两种，效果一样。但是带种子的随机数用处似乎不大。

4、Random的功能涵盖了Math.random()的功能。

5、可以通过随机数去做实现随机字符串等复杂的随机数据。

6、不要研究不重复的随机数，意义不大。

在Java 中我们可以使用java.util.Random类来产生一个随机数发生器。它有两种形式的构造函数，分别是Random()和Random(long seed)。Random()使用当前时间即System.currentTimeMillis()作为发生器的种子，Random(long seed)使用指定的seed作为发生器的种子。

随机数发生器(Random)对象产生以后，通过调用不同的method：nextInt()、nextLong()、nextFloat()、nextDouble()等获得不同类型随机数。

1>生成随机数  

?
1
2
Random random = new Random();
    Random random = new Random(100);//指定种子数100

random调用不同的方法，获得随机数。

 如果2个Random对象使用相同的种子（比如都是100），并且以相同的顺序调用相同的函数，那它们返回值完全相同。如下面代码中两个Random对象的输出完全相同 

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
import java.util.*;
   class TestRandom {
      public static void main(String[] args) {
         Random random1 = new Random(100);
         System.out.println(random1.nextInt());
         System.out.println(random1.nextFloat());
         System.out.println(random1.nextBoolean());
         Random random2 = new Random(100);
         System.out.println(random2.nextInt());
         System.out.println(random2.nextFloat());
         System.out.println(random2.nextBoolean());
      }
    }

2>指定范围内的随机数

随机数控制在某个范围内,使用模数运算符%
          

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
import java.util.*;
        class TestRandom {
          public static void main(String[] args) {
             Random random = new Random();
             for(int i = 0; i < 10;i++) {
               System.out.println(Math.abs(random.nextInt()));
             }
          }
        }

获得的随机数有正有负的，用Math.abs使获取数据范围为非负数

3>获取指定范围内的不重复随机数
           

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
import java.util.*;
     class TestRandom {
        public static void main(String[] args) {
           int[] intRet = new int[6];
           int intRd = 0; //存放随机数
           int count = 0; //记录生成的随机数个数
           int flag = 0; //是否已经生成过标志
           while(count<6){
             Random rdm = new Random(System.currentTimeMillis());
             intRd = Math.abs(rdm.nextInt())2+1;
             for(int i=0;i<count;i++){
               if(intRet[i]==intRd){
                 flag = 1;
                 break;
               }else{
                 flag = 0;
               }
             }
             if(flag==0){
               intRet[count] = intRd;
               count++;
             }
         }
        for(int t=0;t<6;t++){
          System.out.println(t+"->"+intRet[t]);
        }
       }
     }

Java中的随机数是否可以重复？Java中产生的随机数能否可以用来产生数据库主键？带着这个问题，我们做了一系列测试。

1.测试一： 使用不带参数的Random()构造函数

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
public class RandomTest {
 
public static void main(String[] args) {
   java.util.Random r=new java.util.Random();
   for(int i=0;i<10;i++){
     System.out.println(r.nextInt());
   }
}
}

程序运行结果：

-1761145445
-1070533012
216216989
-910884656
-1408725314
-1091802870
1681403823
-1099867456
347034376
-1277853157

再次运行该程序：

-169416241
220377062
-1140589550
-1364404766
-1088116756
2134626361
-546049728
1132916742
-1522319721
1787867608

 从上面的测试我们可以看出，使用不带参数的Random()构造函数产生的随机数不会重复。那么，什么情况下Java会产生重复的随机数呢？且看下面的测试。

2. 测试二：为Random设置种子数

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
public class RandomTest_Repeat {
  
  public static void main(String[] args) {
    java.util.Random r=new java.util.Random(10);
    for(int i=0;i<10;i++){
      System.out.println(r.nextInt());
    }
  }
}

无论程序运行多少次，其结果总是：

-1157793070
1913984760
1107254586
1773446580
254270492
-1408064384
1048475594
1581279777
-778209333
1532292428

甚至在不同的机器上测试，测试结果也不会改变！

3.原因分析：

(1) 首先请打开Java Doc，我们会看到Random类的说明：

此类的实例用于生成伪随机数流，此类使用 48 位的种子，该种子可以使用线性同余公式对其进行修改（请参阅 Donald Knuth 的《The Art of Computer Programming, Volume 2》，第 3.2.1 节）。

如果用相同的种子创建两个 Random 实例，则对每个实例进行相同的方法调用序列，它们将生成并返回相同的数字序列。为了保证实现这种特性，我们为类Random指定了特定的算法。为了 Java 代码的完全可移植性，Java 实现必须让类 Random 使用此处所示的所有算法。但是允许 Random 类的子类使用其他算法，只要其符合所有方法的常规协定即可。

Java Doc对Random类已经解释得非常明白，我们的测试也验证了这一点。

(2) 如果没有提供种子数，Random实例的种子数将是当前时间的毫秒数，可以通过System.currentTimeMillis()来获得当前时间的毫秒数。打开JDK的源代码，我们可以非常明确地看到这一点。

?
1
public Random() { this(System.currentTimeMillis()); }

4. 结论：

通过上面的测试和分析，我们会对Random类有较为深刻的理解。同时，我觉得，通过阅读Java Doc的API文档，可以很好地提高我们的Java编程能力，做到“知其然”；一旦遇到费解的问题，不妨打开Java的源代码，这样我们就能做到“知其所以然”。

java中一般有两种随机数，一个是Math中random()方法，一个是Random类。

一、Math.random()

随即生成0<x<1的小数。

实例：如何写，生成随机生成出0~100中的其中一个数呢？

Math.random()返回的只是从0到1之间的小数，如果要50到100，就先放大50倍，即0到50之间，这里还是小数，如果要整数，就强制转换int，然后再加上50即为50~100.

最终代码：(int)(Math.random()*50) + 50

二、Random类

?
1
2
Random random = new Random();//默认构造方法
Random random = new Random(1000);//指定种子数字

在进行随机时，随机算法的起源数字称为种子数(seed)，在种子数的基础上进行一定的变换，从而产生需要的随机数字。
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。也就是说，两个种子数相同的Random对象，第一次生成的随机数字完全相同，第二次生成的随机数字也完全相同。

2 、Random类中的常用方法

Random 类中的方法比较简单，每个方法的功能也很容易理解。需要说明的是，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是均等的。下面对这些方法做一下基本的介绍：

a 、public boolean nextBoolean()

该方法的作用是生成一个随机的boolean值，生成true和false的值几率相等，也就是都是50%的几率。

b 、public double nextDouble()

该方法的作用是生成一个随机的double值，数值介于[0,1.0)之间，这里中括号代表包含区间端点，小括号代表不包含区间端点，也就是0到1之间的随机小数，包含0而不包含1.0。

c 、public int nextInt()

该方法的作用是生成一个随机的int值，该值介于int的区间，也就是-2的31次方到2的31次方-1之间。

如果需要生成指定区间的int值，则需要进行一定的数学变换，具体可以参看下面的使用示例中的代码。

d 、public int nextInt(int n)

该方法的作用是生成一个随机的int值，该值介于[0,n)的区间，也就是0到n之间的随机int值，包含0而不包含n。

如果想生成指定区间的int值，也需要进行一定的数学变换，具体可以参看下面的使用示例中的代码。

e 、public void setSeed(long seed)

该方法的作用是重新设置Random对象中的种子数。设置完种子数以后的Random对象和相同种子数使用new关键字创建出的Random对象相同。

3 、Random类使用示例

使用Random类，一般是生成指定区间的随机数字，下面就一一介绍如何生成对应区间的随机数字。以下生成随机数的代码均使用以下Random对象r进行生成：

?
1
Random r = new Random();

a 、生成[0,1.0)区间的小数

?
1
double d1 = r.nextDouble();

直接使用nextDouble方法获得。

b、生成[0,5.0)区间的小数

?
1
double d2 = r.nextDouble() * 5;

因为nextDouble方法生成的数字区间是[0,1.0)，将该区间扩大5倍即是要求的区间。

同理，生成[0,d)区间的随机小数，d为任意正的小数，则只需要将nextDouble方法的返回值乘以d即可。

c、生成[1,2.5)区间的小数  [n1，n2]

double d3 = r.nextDouble() * 1.5 + 1;【也就是 r.nextDouble() * (n2-n1)+n1】

生成[1,2.5)区间的随机小数，则只需要首先生成[0,1.5)区间的随机数字，然后将生成的随机数区间加1即可。

同理，生成任意非从0开始的小数区间[d1,d2)范围的随机数字(其中d1不等于0)，则只需要首先生成[0,d2-d1)区间的随机数字，然后将生成的随机数字区间加上d1即可。

d、生成任意整数

?
1
int n1 = r.nextInt();

直接使用nextInt方法即可。

e、生成[0,10)区间的整数

?
1
2
int n2 = r.nextInt(10);
n2 = Math.abs(r.nextInt() % 10);

以上两行代码均可生成[0,10)区间的整数。

第一种实现使用Random类中的nextInt(int n)方法直接实现。

第二种实现中，首先调用nextInt()方法生成一个任意的int数字，该数字和10取余以后生成的数字区间为(-10,10)，因为按照数学上的规定余数的绝对值小于除数，然后再对该区间求绝对值，则得到的区间就是[0,10)了。

同理，生成任意[0,n)区间的随机整数，都可以使用如下代码：

?
1
2
int n2 = r.nextInt(n);
n2 = Math.abs(r.nextInt() % n);

f、生成[0,10]区间的整数

?
1
2
int n3 = r.nextInt(11);
n3 = Math.abs(r.nextInt() % 11);

相对于整数区间，[0,10]区间和[0,11)区间等价，所以即生成[0,11)区间的整数。

g、生成[-3,15)区间的整数

?
1
2
int n4 = r.nextInt(18) - 3;  //【也就是 r.nextInt() * (n2-n1)+n1】 n1是个负数
n4 = Math.abs(r.nextInt() % 18) - 3;

 生成非从0开始区间的随机整数，可以参看上面非从0开始的小数区间实现原理的说明。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持服务器之家。

标签：

相关文章