Java Random

最新推荐文章于 2025-06-02 22:08:53 发布

scclove6

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分类专栏： Java 文章标签： java

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本文详细介绍了Java中Math类的random方法，该方法用于生成介于0.0（包含）和1.0（不包含）之间的双精度浮点型伪随机数。此外，还深入探讨了java.util.Random类的nextInt方法的工作原理及其实现细节。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

java.lang.Math.Random方法;

public static double random()

返回带正号的 double 值，该值大于等于 0.0 且小于 1.0。返回值是一个伪随机选择的数，在该范围内（近似）均匀分布。
第一次调用该方法时，它将创建一个新的伪随机数生成器，与以下表达式完全相同

new java.util.Random

之后，新的伪随机数生成器可用于此方法的所有调用，但不能用于其他地方。
此方法是完全同步的，可允许多个线程使用而不出现错误。但是，如果许多线程需要以极高的速率生成伪随机数，那么这可能会减少每个线程对拥有自己伪随机数生成器的争用。
示例
实验代码：

for(int i=0;i<10;i++){
    System.out.println(Math.random());
}

编译运行结果：

0.413239827260398
0.5613588609853746
0.12305606965932625
0.306985046144161
0.9826412347633702
0.8254951913557668
0.7491019384069564
0.1593882603455361
0.29302705710082433
0.2958156615138712

java.util.Random类

public class Random

      extends 
      Object

      implements 
      Serializable

方法：
nextInt

public 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 0（包括）和指定值（不包括）之间均匀分布的 int 值。 nextInt 的常规协定是，伪随机地生成并返回指定范围中的一个 int 值。所有可能的 n 个 int 值的生成概率（大致）相同。 Random 类按如下方式实现 nextInt(int n) 方法：

 public int nextInt(int n) {
     if (n<=0)
        throw new IllegalArgumentException("n must be positive");

     if ((n & -n) == n)  // i.e., n is a power of 2
         return (int)((n * (long)next(31)) >> 31);

     int bits, val;
     do {
         bits = next(31);
         val = bits % n;
     } while(bits - val + (n-1) < 0);
     return val;
  }

前面的描述中使用了不确定的词“大致”，因为 next 方法只是一个大致上独自选择位的无偏源。如果它是一个随机选择位的最佳源，那么给出的算法应该从规定范围完全一致地选择 int 值。

该算法稍微有些复杂。它拒绝那些会导致不均匀分布的值（由于 2^31 无法被 n 整除）。某个值被拒绝的概率取决于 n。最坏的情况是 n=2^30+1，拒绝的概率是 1/2，循环终止前的预计迭代次数是 2。

该算法特别对待 n 是 2 的次幂的情况：它从底层伪随机数生成器中返回正确的高位数。在不是特殊处理的情况中，将返回正确的低 位数。众所周知，线性同余伪随机数生成器（比如此类所实现的）在其低位的值序列中周期较短。因此，如果 n 是 2 的次幂（幂值较小），则这种特殊情况将大大增加此方法的后续调用所返回的值序列长度。

参数：
    n - 要返回的随机数的范围。必须为正数。 
返回：
    下一个伪随机数，在此随机数生成器序列中 0（包括）和 n（不包括）之间均匀分布的 int 值。 
抛出：
    IllegalArgumentException - 如果 n 不是正数