Java如何生成隨機數?要不要瞭解一下!

来源:https://www.cnblogs.com/coding-rocket/archive/2023/05/24/17428509.html
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我們在學習 Java 基礎時就知道可以生成隨機數,可以為我們枯燥的學習增加那麼一丟丟的樂趣。本文就來介紹 Java 隨機數。 ...


前言

我們在學習 Java 基礎時就知道可以生成隨機數,可以為我們枯燥的學習增加那麼一丟丟的樂趣。本文就來介紹 Java 隨機數。

一、Random類介紹

在 Java 中使用 Random 工具類來生成隨機數,該類在 java.util 包下,在 JDK1.0 版本就存在了。Random 單詞本身就是隨機、隨意、任意的意思。Random 是一個普通類,所以在使用時需要創建 Random 對象,在調用其提供的方法。

public class Random implements java.io.Serializable {}

Random 類提供了諸多方法,如下圖:
Random類中方法

二、Random類生成隨機數

1.生成隨機數

在 Java 中,可以使用 java.util.Random 類來生成隨機數。 Random 類提供了多個方法來生成不同種類的隨機數,例如 nextInt()nextDouble() 等。

我們這裡演示如何生成一個介於0到9之間的隨機整數:

import java.util.Random;

public class RandomTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建Random實例
        Random random = new Random();
        // 生成0到9之間的隨機數
        int randomNum = random.nextInt(10); 
        System.out.println(randomNum);
    }
}

在上面的示例代碼中,首先創建了一個 Random 對象,然後使用 nextInt() 方法生成一個介於0到9之間的隨機整數,並將結果列印到控制臺上。

2.nextInt()方法

nextInt(int bound) 方法是 Random 類的一個實例方法,它用於生成一個介於0(包括0)和指定值(不包括該值)之間的隨機整數。

我們之前使用 nextInt(int bound) 方法生成 0-9 之間的隨機數:

Random random = new Random();
int randomNum = random.nextInt(10);
System.out.println(randomNum);

代碼中使用 Random 類的預設構造函數創建一個隨機數生成器對象,然後調用 nextInt(int bound) 方法生成介於 0(包括 0)和 10(不包括 10)之間的隨機整數(多次提及且加粗),最後將結果存儲到 randomNum 變數中並列印到控制臺上。

這個方法的實現原理是根據隨機數生成器的內部狀態生成隨機數。如果指定的 bound 參數是正數,則生成的隨機數即為 0 到 bound 之間的某個整數。如果 bound 是負數或者 0,則會拋出 IllegalArgumentException 異常。需要註意的是,生成的隨機數是偽隨機數,其實際上是一個確定性的函數,但是它的表現看上去是隨機的。

對於 Random.nextInt(int bound) 方法,需要特別註意 bound 參數的取值範圍。如果生成的隨機數不是 0 到 bound 之間,那麼就可能會對一些應用產生負面影響,比如在密碼學應用中可能會導致漏洞。因此,在使用該方法時,需要仔細檢查 bound 參數的取值範圍,並對其進行適當的限制。

那麼除了 nextInt() 方法,還有 nextLong()nextBoolean()nextFloat()nextDouble() 等。

三、使用場景

Java 隨機數生成器可以在很多場景下使用,比如在游戲開發中,可以隨機生成怪物、地圖、道具等;如果涉及密碼,可以在加密過程中需要生成隨機數,如在生成密鑰的時候生成長度隨機的鹽值;也可以進行測試和演練:可以使用隨機數生成器來生產測試數據、觀測數據等等;

總之,隨機數的使用非常廣泛,任何需要模擬隨機的場景都可以使用 Java 提供的隨機數生成器生成隨機數。

我們大都有選擇困難症,比如不知道午飯吃什麼?很頭疼!那就讓上天來決定吧!我們使用 Java 隨機數來隨意抽取或是決定午飯。

import java.util.Random;

public class RandomLunch {
    public static void main(String[] args) {
        String[] foods = {"漢堡", "炸雞", "披薩", "烤肉", "牛肉麵", "米線", "酸菜魚", "煲仔飯", "火鍋", "小籠包"}; //可以選擇的午餐品種
        Random random = new Random();
        int index = random.nextInt(foods.length); // 生成0到可選菜品數量之間的一個隨機整數
        String lunch = foods[index]; // 根據隨機數選定菜品
        System.out.println("午飯吃" + lunch);
    }
}

上面的代碼中,首先定義了一個數組中,存儲了可以選擇的午餐品種。然後使用 java.util.Random 類創建一個隨機數生成器對象,使用 nextInt(int bound) 方法生成一個介於 0 和可選菜品數量之間的隨機數。最後,使用這個隨機數從菜品數組中選擇一個菜品,將其存儲到字元串變數 lunch 中,並輸出午餐的選擇結果。

在實際開發中,可以將類似的代碼集成到提供菜品選擇功能的系統中,方便辦公室的小伙伴們快速決定午餐。

四、官方提示

java.util.Random 的實例是線程安全的。但是,跨線程併發使用同一個 java.util.Random 實例可能會遇到爭用,從而導致性能下降。考慮在多線程設計中使用 java.util.concurrent.ThreadLocalRandom

java.util.Random 的實例不是加密安全的。請考慮使用 java.security.SecureRandom 來獲得加密安全的偽隨機數生成器,以供對安全性敏感的應用程式使用。

總結

Java 隨機數的使用場景還是很多的,所以我們要對其進行掌握,本文對 Java 生成隨機數的類 Random 進行了簡單介紹,如果想深入瞭解,要查看其源碼,去實操,去探究。


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本文來自博客園,作者:Ongoing蝸牛,轉載請註明原文鏈接:https://www.cnblogs.com/coding-rocket/p/17428509.html


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