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`.
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。
请原谅我过于挑剔,但大多数人建议的解决方案,即min+rng.nextInt(max-min+1),似乎很危险,因为:
rng.nextInt(n)无法达到整数.MAX_VALUE。当min为负值时,(max-min)可能会导致溢出。
万无一失的解决方案将为[Integer.min_VALUE,Integer.max_VALUE]内的任何min<=max返回正确的结果。请考虑以下简单的实现:
int nextIntInRange(int min, int max, Random rng) {
if (min > max) {
throw new IllegalArgumentException("Cannot draw random int from invalid range [" + min + ", " + max + "].");
}
int diff = max - min;
if (diff >= 0 && diff != Integer.MAX_VALUE) {
return (min + rng.nextInt(diff + 1));
}
int i;
do {
i = rng.nextInt();
} while (i < min || i > max);
return i;
}
尽管效率低下,但请注意while循环中成功的概率始终为50%或更高。
使用这些方法可能很方便:
此方法将返回提供的最小值和最大值之间的随机数:
public static int getRandomNumberBetween(int min, int max) {
Random foo = new Random();
int randomNumber = foo.nextInt(max - min) + min;
if (randomNumber == min) {
// Since the random number is between the min and max values, simply add 1
return min + 1;
} else {
return randomNumber;
}
}
并且该方法将从所提供的最小值和最大值返回随机数(因此生成的数也可以是最小值或最大值):
public static int getRandomNumberFrom(int min, int max) {
Random foo = new Random();
int randomNumber = foo.nextInt((max + 1) - min) + min;
return randomNumber;
}
从Java7开始,您应该不再使用Random。对于大多数用途选择的随机数生成器现在ThreadLocalRandom。用于fork连接池和并行流,使用SplitableRandom。
乔舒亚·布洛赫。有效的Java。第三版。
从Java 8开始
对于fork-join池和并行流,请使用SplittableRandom,它通常更快,与Random相比具有更好的统计独立性和一致性财产。
要生成[0,1_000]范围内的随机整数:
int n = new SplittableRandom().nextInt(0, 1_001);
要生成[0,1_000]范围内的随机整数[100]数组,请执行以下操作:
int[] a = new SplittableRandom().ints(100, 0, 1_001).parallel().toArray();
要返回随机值流:
IntStream stream = new SplittableRandom().ints(100, 0, 1_001);
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;
}
}