如何在特定范围内生成随机int值?

以下方法存在与整数溢出相关的错误:

randomNum = minimum + (int)(Math.random() * maximum);
// Bug: `randomNum` can be bigger than `maximum`.
Random rn = new Random();
int n = maximum - minimum + 1;
int i = rn.nextInt() % n;
randomNum =  minimum + i;
// Bug: `randomNum` can be smaller than `minimum`.

当前回答

可以使用以下代码:

ThreadLocalRandom.current().nextInt(rangeStart, rangeEndExclusive)

其他回答

注意,该方法比下一个Int方法更偏向且效率更低,https://stackoverflow.com/a/738651/360211

实现这一点的一个标准模式是:

Min + (int)(Math.random() * ((Max - Min) + 1))

Java Math库函数Math.random()生成范围[0,1)内的双精度值。请注意,此范围不包括1。

为了首先获得特定的值范围,需要乘以要覆盖的值范围的大小。

Math.random() * ( Max - Min )

这将返回范围[0,Max Min)内的值,其中不包括“Max Min”。

例如,如果需要[5,10),则需要覆盖五个整数值,以便使用

Math.random() * 5

这将返回范围为[0.5)的值,其中不包括5。

现在,您需要将此范围移动到目标范围。您可以通过添加“最小值”值来实现此操作。

Min + (Math.random() * (Max - Min))

现在,您将获得范围为[Min,Max)的值。按照我们的示例,这意味着[5,10):

5 + (Math.random() * (10 - 5))

但是,这仍然不包括Max,您将得到双倍的值。为了获得包含的最大值,您需要向范围参数(Max-Min)添加1,然后通过强制转换为int来截断小数部分。这可以通过以下方式实现:

Min + (int)(Math.random() * ((Max - Min) + 1))

在[Min,Max]范围内的随机整数值,或者按照示例[5,10]:

5 + (int)(Math.random() * ((10 - 5) + 1))

这里有一个有用的类,可以在包含/排除边界的任意组合范围内生成随机整数:

import java.util.Random;

public class RandomRange extends Random {
    public int nextIncInc(int min, int max) {
        return nextInt(max - min + 1) + min;
    }

    public int nextExcInc(int min, int max) {
        return nextInt(max - min) + 1 + min;
    }

    public int nextExcExc(int min, int max) {
        return nextInt(max - min - 1) + 1 + min;
    }

    public int nextIncExc(int min, int max) {
        return nextInt(max - min) + min;
    }
}

使用Java 8 IntStream和Collections.shuffle的不同方法

import java.util.stream.IntStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        IntStream range = IntStream.rangeClosed(5,10);
        ArrayList<Integer> ls =  new ArrayList<Integer>();

        //populate the ArrayList
        range.forEach(i -> ls.add(new Integer(i)) );

        //perform a random shuffle  using the Collections Fisher-Yates shuffle
        Collections.shuffle(ls);
        System.out.println(ls);
    }
}

Scala中的等价项

import scala.util.Random

object RandomRange extends App{
  val x =  Random.shuffle(5 to 10)
    println(x)
}

我将简单地说明问题提供的解决方案有什么问题,以及错误的原因。

解决方案1:

randomNum = minimum + (int)(Math.random()*maximum); 

问题:randomNum分配的值大于最大值。

解释:假设我们的最小值是5,而你的最大值是10。Math.random()中任何大于0.6的值都将使表达式的计算结果为6或更大,加上5将使其大于10(最大值)。问题是你将随机数乘以最大值(这会产生一个几乎和最大值一样大的数字),然后再加上最小值。除非最小值是1,否则它是不正确的。如其他答案所述,您必须切换到

randomNum = minimum + (int)(Math.random()*(maximum-minimum+1))

+1是因为Math.random()永远不会返回1.0。

解决方案2:

Random rn = new Random();
int n = maximum - minimum + 1;
int i = rn.nextInt() % n;
randomNum =  minimum + i;

这里的问题是,如果第一项小于0,“%”可能会返回负数。由于rn.nextInt()以约50%的概率返回负值,因此也不会得到预期的结果。

然而,这几乎是完美的。您只需进一步查看Javadoc,nextInt(int n)。使用该方法

Random rn = new Random();
int n = maximum - minimum + 1;
int i = rn.nextInt(n);
randomNum =  minimum + i;

也将返回所需的结果。

在java-8中,他们在Random类中引入了方法int(int randomNumberOrigin,int randomNumber Bound)。

例如,如果要生成[0,10]范围内的五个随机整数(或单个整数),只需执行以下操作:

Random r = new Random();
int[] fiveRandomNumbers = r.ints(5, 0, 11).toArray();
int randomNumber = r.ints(1, 0, 11).findFirst().getAsInt();

第一个参数仅指示生成的IntStream的大小(这是生成无限IntStream的重载方法)。

如果需要执行多个单独的调用,可以从流中创建无限基元迭代器:

public final class IntRandomNumberGenerator {

    private PrimitiveIterator.OfInt randomIterator;

    /**
     * Initialize a new random number generator that generates
     * random numbers in the range [min, max]
     * @param min - the min value (inclusive)
     * @param max - the max value (inclusive)
     */
    public IntRandomNumberGenerator(int min, int max) {
        randomIterator = new Random().ints(min, max + 1).iterator();
    }

    /**
     * Returns a random number in the range (min, max)
     * @return a random number in the range (min, max)
     */
    public int nextInt() {
        return randomIterator.nextInt();
    }
}

您也可以对双值和长值执行此操作。