前言

此文章摘自：实例解析常用的java随机数生成办法_w3cschool https://www.w3cschool.cn/java/java-random.html

随机数是任何一种编程语言最基本的特征之一，在技术开发中应用很广泛，因为有时我们需要随机生成一个固定长度的数字、字符串亦或者是需要随机生成一个不定长度的数字、或者进行一个模拟的随机选择等。Java就为我们提供了最基本的工具，可以帮助开发者生成不同条件下需要的随机数。

方式

java中产生随机数和c的差不多，一般有两种随机数，一个是Math中random()方法，一个是Random类。不过不管是c还是java，要产生随机数都需要设置随机数种子，如果设置的是一样的话，每次获得的随机数是一样的。下面来汇总一下常见的不同类型的java随机数是如何生成的。

Math.random()

在j2se里我们可以使用Math.random()方法来产生一个随机数，这个产生的随机数是0-1之间的一个double，我们可以把他乘以一定的数，比如说乘以100，他就是个100以内的随机，这个在j2me中没有。

(数据类型)(最小值+Math.random()*(最大值-最小值+1))

例1

从1到10的int型随数

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

例2

随机生成0~100中的其中一个数

在上面我们已经知道了Math.random()返回的只是从0到1之间的小数，如果要50到100，就先放大50倍，即0到50之间，这里还是小数，如果要整数，就强制转换int，然后再加上50即为50~100。

(int)(Math.random()*50) + 50

Random类

在java.util这个包里面提供了一个Random的类，我们可以新建一个Random的对象来产生随机数，他可以产生随机整数、随机float、随机double，随机long，这个也是我们在j2me的程序里经常用的一个取随机数的方法。

默认构造方法：

Random random = new Random();//默认构造方法

指定随机种子：

Random random = new Random(1000);//指定种子数字

在进行随机时，随机算法的起源数字称为种子数(seed)，在种子数的基础上进行一定的变换，从而产生需要的随机数字。

相同种子数的Random对象，相同次数生成的随机数字是完全相同的。也就是说，两个种子数相同的Random对象，第一次生成的随机数字完全相同，第二次生成的随机数字也完全相同。

例：获取[0, 100)之间的int整数。

int i2 = random.nextInt(100);

Random 的函数接口：

// 构造函数(一)： 创建一个新的随机数生成器。 
 
Random() 
// 构造函数(二)： 使用单个 long 种子创建一个新随机数生成器： public Random(long seed) { setSeed(seed); } next 方法使用它来保存随机数生成器的状态。
Random(long seed) 
 
boolean nextBoolean()     // 返回下一个“boolean类型”伪随机数。 
void  nextBytes(byte[] buf) // 生成随机字节并将其置于字节数组buf中。 
double nextDouble()     // 返回一个“[0.0, 1.0) 之间的double类型”的随机数。 
float  nextFloat()      // 返回一个“[0.0, 1.0) 之间的float类型”的随机数。 
int   nextInt()       // 返回下一个“int类型”随机数。 
int   nextInt(int n)    // 返回一个“[0, n) 之间的int类型”的随机数。 
long  nextLong()      // 返回下一个“long类型”随机数。 
  
synchronized double nextGaussian()  // 返回下一个“double类型”的随机数，它是呈高斯（“正常地”）分布的 double 值，其平均值是 0.0，标准偏差是 1.0。 
synchronized void setSeed(long seed) // 使用单个 long 种子设置此随机数生成器的种子。

常用方法

Random 类中的方法比较简单，每个方法的功能也很容易理解。需要说明的是，Random类中各方法生成的随机数字都是均匀分布的，也就是说区间内部的数字生成的几率是均等的。下面对这些方法做一下基本的介绍：

• public boolean nextBoolean() 该方法的作用是生成一个随机的boolean值，生成true和false的值几率相等，也就是都是50%的几率。

• public double nextDouble() 该方法的作用是生成一个随机的double值，数值介于[0,1.0)之间，这里中括号代表包含区间端点，小括号代表不包含区间端点，也就是0到1之间的随机小数，包含0而不包含1.0。

• public int nextInt() 该方法的作用是生成一个随机的int值，该值介于int的区间，也就是-2的31次方到2的31次方-1之间。 如果需要生成指定区间的int值，则需要进行一定的数学变换，具体可以参看下面的使用示例中的代码。

• public int nextInt(int n) 该方法的作用是生成一个随机的int值，该值介于[0,n)的区间，也就是0到n之间的随机int值，包含0而不包含n。 如果想生成指定区间的int值，也需要进行一定的数学变换，具体可以参看下面的使用示例中的代码。

• public void setSeed(long seed) 该方法的作用是重新设置Random对象中的种子数。设置完种子数以后的Random对象和相同种子数使用new关键字创建出的Random对象相同。

使用示例

使用Random类，一般是生成指定区间的随机数字，下面就一一介绍如何生成对应区间的随机数字。以下生成随机数的代码均使用以下Random对象r进行生成：

Random r = new Random();

• 生成[0,1.0)区间的小数

 double d1 = r.nextDouble();

直接使用nextDouble方法获得。

• 生成[0,5.0)区间的小数

double d2 = r.nextDouble() * 5;

因为nextDouble方法生成的数字区间是[0,1.0)，将该区间扩大5倍即是要求的区间。 同理，生成[0,d)区间的随机小数，d为任意正的小数，则只需要将nextDouble方法的返回值乘以d即可。

• 生成[1,2.5)区间的小数 [n1，n2]

double d3 = r.nextDouble() * 1.5 + 1;//【也就是 r.nextDouble() * (n2-n1)+n1】

生成[1,2.5)区间的随机小数，则只需要首先生成[0,1.5)区间的随机数字，然后将生成的随机数区间加1即可。 同理，生成任意非从0开始的小数区间[d1,d2)范围的随机数字(其中d1不等于0)，则只需要首先生成[0,d2-d1)区间的随机数字，然后将生成的随机数字区间加上d1即可。

• 生成任意整数

int n1 = r.nextInt();

直接使用nextInt方法即可。

• 生成[0,10)区间的整数

int n2 = r.nextInt(10);
n2 = Math.abs(r.nextInt() % 10);

以上两行代码均可生成[0,10)区间的整数。

第一种实现使用Random类中的nextInt(int n)方法直接实现。 第二种实现中，首先调用nextInt()方法生成一个任意的int数字，该数字和10取余以后生成的数字区间为(-10,10)，因为按照数学上的规定余数的绝对值小于除数，然后再对该区间求绝对值，则得到的区间就是[0,10)了。

• 同理，生成任意[0,n)区间的随机整数，都可以使用如下代码

int n2 = r.nextInt(n);
n2 = Math.abs(r.nextInt() % n);

• 生成[0,10]区间的整数

int n3 = r.nextInt(11);
n3 = Math.abs(r.nextInt() % 11);

相对于整数区间，[0,10]区间和[0,11)区间等价，所以即生成[0,11)区间的整数。

• 生成[-3,15)区间的整数

int n4 = r.nextInt(18) - 3;   //【也就是 r.nextInt() * (n2-n1)+n1】 n1是个负数
n4 = Math.abs(r.nextInt() % 18) - 3;   

生成非从0开始区间的随机整数，可以参看上面非从0开始的小数区间实现原理的说明。

System.currentTimeMillis()

**方法三：通过System.currentTimeMillis()**来获取一个当前时间毫秒数的long型数字。

通过System.currentTimeMillis()来获取随机数。实际上是获取当前时间毫秒数，它是long类型。使用方法如下：

final long l = System.currentTimeMillis();

若要获取int类型的整数，只需要将上面的结果转行成int类型即可。比如，获取[0, 100)之间的int整数。方法如下：

final long l = System.currentTimeMillis();
final int i = (int)( l % 100 );

实例学习

实例1

下面通过示例演示上面3种获取随机数的使用方法。 源码如下：

package randomTest;

import java.util.Random;

public class Demo1 {
    public static void main(String args[]){

        // 通过System的currentTimeMillis()返回随机数
        testSystemTimeMillis();

        // 通过Math的random()返回随机数
        testMathRandom();

        // 新建“种子为1000”的Random对象，并通过该种子去测试Random的API
        testRandomAPIs(new Random(1000), " 1st Random(1000)");
        testRandomAPIs(new Random(1000), " 2nd Random(1000)");
        // 新建“默认种子”的Random对象，并通过该种子去测试Random的API
        testRandomAPIs(new Random(), " 1st Random()");
        testRandomAPIs(new Random(), " 2nd Random()");
    }

    /**
     * 返回随机数-01：测试System的currentTimeMillis()
     */
    private static void testSystemTimeMillis() {
        // 通过
        final long l = System.currentTimeMillis();
        // 通过l获取一个[0, 100)之间的整数
        final int i = (int)( l % 100 );

        System.out.printf("\n---- System.currentTimeMillis() ----\n l=%s i=%s\n", l, i);
    }

    /**
     * 返回随机数-02：测试Math的random()
     */
    private static void testMathRandom() {
        // 通过Math的random()函数返回一个double类型随机数，范围[0.0, 1.0)
        final double d = Math.random();
        // 通过d获取一个[0, 100)之间的整数
        final int i = (int)(d*100);

        System.out.printf("\n---- Math.random() ----\n d=%s i=%s\n", d, i);
    }


    /**
     * 返回随机数-03：测试Random的API
     */
    private static void testRandomAPIs(Random random, String title) {
        final int BUFFER_LEN = 5;

        // 获取随机的boolean值
        boolean b = random.nextBoolean();
        // 获取随机的数组buf[]
        byte[] buf = new byte[BUFFER_LEN];
        random.nextBytes(buf);
        // 获取随机的Double值，范围[0.0, 1.0)
        double d = random.nextDouble();
        // 获取随机的float值，范围[0.0, 1.0)
        float f = random.nextFloat();
        // 获取随机的int值
        int i1 = random.nextInt();
        // 获取随机的[0,100)之间的int值
        int i2 = random.nextInt(100);
        // 获取随机的高斯分布的double值
        double g = random.nextGaussian();
        // 获取随机的long值
        long l = random.nextLong();

        System.out.printf("\n---- %s ----\nb=%s, d=%s, f=%s, i1=%s, i2=%s, g=%s, l=%s, buf=[",
                title, b, d, f, i1, i2, g, l);
        for (byte bt:buf){
            System.out.printf("%s, ", bt);
        }
        System.out.println("]");
    }
}

上面代码输出结果：

---- System.currentTimeMillis() ----
 l=1607301480501 i=1

---- Math.random() ----
 d=0.4295173639976865 i=42

----  1st Random(1000) ----
b=true, d=0.46028809169559504, f=0.015927613, i1=169247282, i2=45, g=-0.719106498075259, l=-7363680848376404625, buf=[47, -38, 53, 63, -72, ]

----  2nd Random(1000) ----
b=true, d=0.46028809169559504, f=0.015927613, i1=169247282, i2=45, g=-0.719106498075259, l=-7363680848376404625, buf=[47, -38, 53, 63, -72, ]

----  1st Random() ----
b=true, d=0.35838511793470473, f=0.09502095, i1=1703847805, i2=5, g=-1.7843762893619448, l=4919551881815209453, buf=[118, 104, -2, 102, 14, ]

----  2nd Random() ----
b=false, d=0.26746716763904244, f=0.76336175, i1=-1087900062, i2=3, g=-0.9592892432531761, l=-1037301517667804861, buf=[27, 85, -18, 38, 126, ]

说明了要产生随机数都需要设置随机数种子，如果设置的是一样的话，每次获得的随机数是一样的。

实例2

问题：生成(－10,10)之间的保留小数点后两位数的随机数。

解决方法： 1.java中随机数生成函数Random r=new Random(); r.nextFloat();//生成(0,1)之间的浮点型随机数。将上述随机数乘以10，得到生成(0,10)之间的随机数。 2.生成一个Boolean型的随机数用于控制数的正负：r.nextBoolean(); 3.保留小数位数两位的方法：Math.floor(n*100+0.5)/100;得到的数为double型。

package randomTest;

import java.util.Random;

/**
 * 问题：生成(－10,10)之间的保留小数点后两位数的随机数。
 */
public class CreateRandom {
    public float numRandom() {
        float num;
        Random r = new Random();
        float value = (float) (Math.floor(r.nextFloat() * 1000 + 0.5) / 100);
        Boolean b = r.nextBoolean();
        if (b) {
            num = value;
        } else {
            num = 0 - value;
        }
        return num;
    }

    public static void main(String[] args) {
        CreateRandom cr = new CreateRandom();
        float num = cr.numRandom();
        System.out.print(num);
    }
}

实例3

Java生成随机无重复随机数，使用ArrayList实现

package randomTest;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        int length = 50; // 50个随机数
        Random random = new Random();
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

        for (int i = 0; i < length; i++) {
            int number = random.nextInt(100) + 1; // 1-100的随机数（此处100必须比length大，否则会死循环）
            if (!list.contains(number)) {
                list.add(number);
            } else {
                i--; // 保证生成的随机数个数足够，防止有重复随机数时造成空位
            }
        }

        for (int i = 0; i < length; i++) {
            System.out.print(list.get(i) + "\t");

            if ((i + 1) % 10 == 0) {
                System.out.println("");
            }
        }
    }
}

实例4

java生成固定位数的密码随机数代码

package randomTest;

import java.util.Random;

public class Demo4 {
   
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(genRandomNum(10));
    }

    /**
     * 生成随即密码
     *
     * @param pwd_len 生成的密码的总长度
     * @return 密码的字符串
     */
    public static String genRandomNum(int pwd_len) {
        // 35是因为数组是从0开始的，26个字母+10个数字
        final int maxNum = 36;
        int i; // 生成的随机数
        int count = 0; // 生成的密码的长度
        char[] str = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8',
                '9'};

        StringBuffer pwd = new StringBuffer("");
        Random r = new Random();
        while (count < pwd_len) {
            // 生成随机数，取绝对值，防止生成负数，

            i = Math.abs(r.nextInt(maxNum)); // 生成的数最大为36-1

            if (i >= 0 && i < str.length) {
                pwd.append(str[i]);
                count++;
            }
        }

        return pwd.toString();
    }

}

实例5

Java生成带权重的随机数，A、B、C三个字符分别出现的概率是30%,40%,30%。

分析：首先1-100随机产生一个数，判断这个数，1-30出现的概率是30%， 31—70出现的概率是40%， 71-100出现的概率是30%

package randomTest;

import java.util.Random;

public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        int weight = new Random().nextInt(100);
        System.out.println("当前权重为："+weight);
        if (weight <= 30) {
            System.out.println("A");
        } else if (weight >= 71) {
            System.out.println("C");
        }else{
            System.out.println("B");
        }
    }
}

加深难度，如果存在n个字符，那么该如何实现呢？

package randomTest;

import java.util.*;

public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) {
        //把字符权重用键值对保存
        Map<String, Integer> weightMap = new HashMap<String, Integer>();
        weightMap.put("A", 30);
        weightMap.put("B", 40);
        weightMap.put("C", 30);
        weightMap.put("S", 50);
        weightMap.put("G", 50);
        //遍历map，计算总权重
        Map<String, Integer> areaMap = new HashMap<String, Integer>();
        int total = 0;
        Set<Map.Entry<String, Integer>> entries = weightMap.entrySet();
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : entries) {
            int temp = total;
            Integer weight = entry.getValue();
            total += weight;
            // 设置权重范围，比如30，70，100
            areaMap.put(entry.getKey(), total);
            System.out.println(entry.getKey() + "的区间为[" + temp + "," + total + ")");
        }
        System.out.println("总权重为：" + total);
        //根据权重总数生成随机数
        int hit = new Random().nextInt(total);
        System.out.println("当成生成的随机数：" + hit);
        //遍历area，查看击中范围
        Set<Map.Entry<String, Integer>> areaEntries = areaMap.entrySet();
        for (Map.Entry<String, Integer> areaEntry : areaEntries) {
            Integer weight = areaEntry.getValue();
            //如果hit小于weight，则是命中
            if (hit < weight) {
                System.out.println("命中：" + areaEntry.getKey());
                break;
            }
        }
    }
}

A的区间为[0,30)
B的区间为[30,70)
C的区间为[70,100)
S的区间为[100,150)
G的区间为[150,200)
总权重为：200
当成生成的随机数：115
命中：S

以后想要调增权重，只需要修改weightMap就行了，新来的选项，也可以放到weightMap里面