Java随机数

使用Random产生的随机数

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Random ra = new Random();
        int num = ra.nextInt(3);
        switch (num){
            case 0:
                System.out.println("随机数是从0开始的哦");
                break;
            case 1:
                System.out.println("随机数1");
                break;
            case 2:
                System.out.println("随机数2");
                break;
            default:
                System.out.println("以上都不是会出现的情况");
                break;
        }
    }
}
众所周知,随机数是任何一种编程语言最基本的特征之一。而生成随机数的基本方式也是相同的:产生一个0到1之间的随机数。看似简单,但有时我们也会忽略了一些有趣的功能。 我们从书本上学到什么? 最明显的,也是直观的方式,在Java中生成随机数只要简单的调用: 1.java.lang.Math.random() 在所有其他语言中,生成随机数就像是使用Math工具类,如abs, pow, floor, sqrt和其他数学函数。大多数人通过书籍、教程和课程来了解这个类。一个简单的例子:从0.0到1.0之间可以生成一个双精度浮点数。那么通过上面的信息,开发人员要产生0.0和10.0之间的双精度浮点数会这样来写: 1.Math.random() * 10 而产生0和10之间的整数,则会写成: 1.Math.round(Math.random() * 10) 进阶 通过阅读Math.random()的源码,或者干脆利用IDE的自动完成功能,开发人员可以很容易发现,java.lang.Math.random()使用一个内部的随机生成对象 - 一个很强大的对象可以灵活的随机产生:布尔值、所有数字类型,甚至是高斯分布。例如: 1.new java.util.Random().nextInt(10) 它有一个缺点,就是它是一个对象。它的方法必须是通过一个实例来调用,这意味着必须先调用它的构造函数。如果在内存充足的情况下,像上面的表达式是可以接受的;但内存不足时,就会带来问题。 一个简单的解决方案,可以避免每次需要生成一个随机数时创建一个新实例,那就是使用一个静态类。猜你可能想到了java.lang.Math,很好,我们就是改良java.lang.Math的初始化。虽然这个工程量低,但你也要做一些简单的单元测试来确保其不会出错。 假设程序需要生成一个随机数来存储,问题就又来了。比如有时需要操作或保护种子(seed),一个内部数用来存储状态和计算下一个随机数。在这些特殊情况下,共用随机生成对象是不合适的。 并发 在Java EE多线程应用程序的环境中,随机生成实例对象仍然可以被存储在类或其他实现类,作为一个静态属性。幸运的是,java.util.Random是线程安全的,所以不存在多个线程调用会破坏种子(seed)的风险。 另一个值得考虑的是多线程java.lang.ThreadLocal的实例。偷懒的做法是通过Java本身API实现单一实例,当然你也可以确保每一个线程都有自己的一个实例对象。 虽然Java没有提供一个很好的方法来管理java.util.Random的单一实例。但是,期待已久的Java 7提供了一种新的方式来产生随机数: 1.java.util.concurrent.ThreadLocalRandom.current().nextInt(10) 这个新的API综合了其他两种方法的优点:单一实例/静态访问,就像Math.random()一样灵活。ThreadLocalRandom也比其他任何处理高并发的方法要更快。 经验 Chris Marasti-Georg 指出: 1.Math.round(Math.random() * 10) 使分布不平衡,例如:0.0 - 0.499999将四舍五入为0,而0.5至1.499999将四舍五入为1。那么如何使用旧式语法来实现正确的均衡分布,如下: 1.Math.floor(Math.random() * 11) 幸运的是,如果我们使用java.util.Random或java.util.concurrent.ThreadLocalRandom就不用担心上述问题了。 Java实战项目里面介绍了一些不正确使用java.util.Random API的危害。这个教训告诉我们不要使用: 1.Math.abs(rnd.nextInt())%n 而使用: 1.rnd.nextInt(n)
### Java 中生成随机数的方法 在 Java 编程语言中,有多种方法可以生成随机数。以下是几种常见的实现方式及其特点: #### 1. 使用 `Math.random()` 方法 `Math.random()` 是一种简单易用的方式来生成随机数。该方法返回一个大于等于 0.0 且小于 1.0 的双精度浮点数[^1]。如果需要生成指定范围内的整数,则可以通过简单的算术运算完成。 ```java public class MathRandomExample { public static void main(String[] args) { double randomValue = Math.random(); int randomNumberBetween0And9 = (int)(Math.random() * 10); System.out.println("随机浮点数:" + randomValue); System.out.println("0 到 9 的随机整数:" + randomNumberBetween0And9); } } ``` 此方法适用于不需要高度随机性的场景,因为它基于固定的种子值[^1]。 --- #### 2. 使用 `Random` 类 `Random` 类位于 `java.util` 包中,提供了更灵活的随机数生成功能。它可以生成各种类型的随机数,包括整数、浮点数、布尔值等[^2]。 ##### a. 创建 `Random` 实例并生成随机数 通过实例化 `Random` 对象,可以调用其多个方法来生成不同类型的随机数[^3]。 ```java import java.util.Random; public class RandomClassExample { public static void main(String[] args) { Random random = new Random(); // 生成介于 [0, n) 范围内的随机整数 int randomInt = random.nextInt(10); // 生成随机 boolean 值 boolean randomBoolean = random.nextBoolean(); // 生成随机 float 和 double 数字 float randomFloat = random.nextFloat(); double randomDouble = random.nextDouble(); System.out.println("随机整数:" + randomInt); System.out.println("随机布尔值:" + randomBoolean); System.out.println("随机浮点数:" + randomFloat); System.out.println("随机双精度数:" + randomDouble); } } ``` ##### b. 不带参数的 `nextInt()` 方法 如果不传递任何参数给 `nextInt()` 方法,它将返回一个完整的 32 位随机整数值(可能为负数)。这种方法适合需要整个整型范围的情况[^5]。 ```java import java.util.Random; public class NextIntNoParameter { public static void main(String[] args) { Random random = new Random(); int fullRangeRandomInt = random.nextInt(); System.out.println("全范围随机整数:" + fullRangeRandomInt); } } ``` --- #### 3. 使用 `SecureRandom` 类 对于安全性要求较高的应用(如密码学),推荐使用 `SecureRandom` 类代替普通的 `Random` 类。虽然性能稍逊,但它能够提供更强的安全性和不可预测性[^4]。 ```java import java.security.SecureRandom; public class SecureRandomExample { public static void main(String[] args) { SecureRandom secureRandom = new SecureRandom(); int secureRandomNumber = secureRandom.nextInt(100); System.out.println("安全随机数:" + secureRandomNumber); } } ``` --- #### 总结 每种方法都有各自的适用场合: - 如果只需要快速简便地生成一些基本随机数,可以选择 `Math.random()` 或者 `Random` 类。 - 当涉及敏感数据处理时,则应优先考虑采用 `SecureRandom` 来增强系统的健壮性。
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