隨機(jī)數(shù)在實(shí)際中使用很廣泛，比如要隨即生成一個(gè)固定長度的字符串、數(shù)字?；蛘唠S即生成一個(gè)不定長度的數(shù)字、或者進(jìn)行一個(gè)模擬的隨機(jī)選擇等等。Java提供了最基本的工具，可以幫助開發(fā)者來實(shí)現(xiàn)這一切。
一、Java隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方式
在Java中，隨機(jī)數(shù)的概念從廣義上將，有三種。
1、通過System.currentTimeMillis()來獲取一個(gè)當(dāng)前時(shí)間毫秒數(shù)的long型數(shù)字。
2、通過Math.random()返回一個(gè)0到1之間的double值。
3、通過Random類來產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)，這個(gè)是專業(yè)的Random工具類，功能強(qiáng)大。
二、Random類API說明
1、Java API說明
Random類的實(shí)例用于生成偽隨機(jī)數(shù)流。此類使用 48 位的種子，使用線性同余公式對(duì)其進(jìn)行修改（請(qǐng)參閱 Donald Knuth 的《The Art of Computer Programming, Volume 2》，第 3.2.1 節(jié)）。
如果用相同的種子創(chuàng)建兩個(gè) Random 實(shí)例，則對(duì)每個(gè)實(shí)例進(jìn)行相同的方法調(diào)用序列，它們將生成并返回相同的數(shù)字序列。為了保證屬性的實(shí)現(xiàn)，為類 Random 指定了特定的算法。
很多應(yīng)用程序會(huì)發(fā)現(xiàn) Math 類中的 random 方法更易于使用。
2、方法摘要
Random()
創(chuàng)建一個(gè)新的隨機(jī)數(shù)生成器。
Random(long seed)
使用單個(gè) long 種子創(chuàng)建一個(gè)新隨機(jī)數(shù)生成器： public Random(long seed) { setSeed(seed); } next 方法使用它來保存隨機(jī)數(shù)生成器的狀態(tài)。
protected int next(int bits)
生成下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)。
boolean nextBoolean()
返回下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是從此隨機(jī)數(shù)生成器的序列中取出的、均勻分布的 boolean 值。
void nextBytes(byte[] bytes)
生成隨機(jī)字節(jié)并將其置于用戶提供的字節(jié)數(shù)組中。
double nextDouble()
返回下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是從此隨機(jī)數(shù)生成器的序列中取出的、在 0.0 和 1.0之間均勻分布的 double 值。
float nextFloat()
返回下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是從此隨機(jī)數(shù)生成器的序列中取出的、在 0.0 和 1.0 之間均勻分布的 float 值。
double nextGaussian()
返回下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是從此隨機(jī)數(shù)生成器的序列中取出的、呈高斯（“正常地”）分布的 double 值，其平均值是 0.0，標(biāo)準(zhǔn)偏差是 1.0。
int nextInt()
返回下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是此隨機(jī)數(shù)生成器的序列中均勻分布的 int 值。
int nextInt(int n)
返回一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是從此隨機(jī)數(shù)生成器的序列中取出的、在 0（包括）和指定值（不包括）之間均勻分布的 int值。
long nextLong()
返回下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是從此隨機(jī)數(shù)生成器的序列中取出的、均勻分布的 long 值。
void setSeed(long seed)
使用單個(gè) long 種子設(shè)置此隨機(jī)數(shù)生成器的種子。
三、Random類使用說明
1、帶種子與不帶種子的區(qū)別
Random類使用的根本是策略分帶種子和不帶種子的Random的實(shí)例。
通俗說，兩者的區(qū)別是：
帶種子的，每次運(yùn)行生成的結(jié)果都是一樣的。
不帶種子的，每次運(yùn)行生成的都是隨機(jī)的，沒有規(guī)律可言。
2、創(chuàng)建不帶種子的Random對(duì)象
Random random = new Random();
3、創(chuàng)建帶種子的Random對(duì)象
有兩種方法：
1） Random random = new Random(555L);
2） Random random = new Random();
random.setSeed(555L);
四、測(cè)試
通過一個(gè)例子說明上面的用法
import java.util.Random;
/**
* Java隨機(jī)數(shù)測(cè)試
* User: leizhimin
* Date: 2008-11-19 17:52:50
*/
public class TestRandomNum {
public static void main(String[] args) {
randomTest();
testNoSeed();
testSeed1();
testSeed2();
}
public static void randomTest() {
System.out.println("--------------test()--------------");
//返回以毫秒為單位的當(dāng)前時(shí)間。
long r1 = System.currentTimeMillis();
//返回帶正號(hào)的 double 值，大于或等于 0.0，小于 1.0。
double r2 = Math.random();
//通過Random類來獲取下一個(gè)隨機(jī)的整數(shù)
int r3 = new Random().nextInt();
System.out.println("r1 = " + r1);
System.out.println("r3 = " + r2);
System.out.println("r2 = " + r3);
}
public static void testNoSeed() {
System.out.println("--------------testNoSeed()--------------");
//創(chuàng)建不帶種子的測(cè)試Random對(duì)象
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(random.nextInt());
}
}
public static void testSeed1() {
System.out.println("--------------testSeed1()--------------");
//創(chuàng)建帶種子的測(cè)試Random對(duì)象
Random random = new Random(555L);
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(random.nextInt());
}
}
public static void testSeed2() {
System.out.println("--------------testSeed2()--------------");
//創(chuàng)建帶種子的測(cè)試Random對(duì)象
Random random = new Random();
random.setSeed(555L);
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(random.nextInt());
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
--------------test()--------------
r1 = 1227108626582
r3 = 0.5324887850155043
r2 = -368083737
--------------testNoSeed()--------------
809503475
1585541532
-645134204
--------------testSeed1()--------------
-1367481220
292886146
-1462441651
--------------testSeed2()--------------
-1367481220
292886146
-1462441651
Process finished with exit code 0
通過testSeed1()與testSeed2()方法的結(jié)果可以看到，兩個(gè)打印結(jié)果相同，因?yàn)樗麄兎N子相同，再運(yùn)行一次，結(jié)果還是一樣的，這就是帶種子隨機(jī)數(shù)的特性。
而不帶種子的，每次運(yùn)行結(jié)果都是隨機(jī)的。
五、綜合應(yīng)用
下面通過最近寫的一個(gè)隨機(jī)數(shù)工具類來展示用法:
import java.util.Random;
/**
* 隨機(jī)數(shù)、隨即字符串工具
* User: leizhimin
* Date: 2008-11-19 9:43:09
*/
public class RandomUtils {
public static final String allChar = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
public static final String letterChar = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
public static final String numberChar = "0123456789";
/**
* 返回一個(gè)定長的隨機(jī)字符串(只包含大小寫字母、數(shù)字)
*
* @param length 隨機(jī)字符串長度
* @return 隨機(jī)字符串
*/
public static String generateString(int length) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < length; i++) {
sb.append(allChar.charAt(random.nextInt(allChar.length())));
}
return sb.toString();
}
/**
* 返回一個(gè)定長的隨機(jī)純字母字符串(只包含大小寫字母)
*
* @param length 隨機(jī)字符串長度
* @return 隨機(jī)字符串
*/
public static String generateMixString(int length) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < length; i++) {
sb.append(allChar.charAt(random.nextInt(letterChar.length())));
}
return sb.toString();
}
/**
* 返回一個(gè)定長的隨機(jī)純大寫字母字符串(只包含大小寫字母)
*
* @param length 隨機(jī)字符串長度
* @return 隨機(jī)字符串
*/
public static String generateLowerString(int length) {
return generateMixString(length).toLowerCase();
}
/**
* 返回一個(gè)定長的隨機(jī)純小寫字母字符串(只包含大小寫字母)
*
* @param length 隨機(jī)字符串長度
* @return 隨機(jī)字符串
*/
public static String generateUpperString(int length) {
return generateMixString(length).toUpperCase();
}
/**
* 生成一個(gè)定長的純0字符串
*
* @param length 字符串長度
* @return 純0字符串
*/
public static String generateZeroString(int length) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
for (int i = 0; i < length; i++) {
sb.append('0');
}
return sb.toString();
}
/**
* 根據(jù)數(shù)字生成一個(gè)定長的字符串，長度不夠前面補(bǔ)0
*
* @param num 數(shù)字
* @param fixdlenth 字符串長度
* @return 定長的字符串
*/
public static String toFixdLengthString(long num, int fixdlenth) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
String strNum = String.valueOf(num);
if (fixdlenth - strNum.length() >= 0) {
sb.append(generateZeroString(fixdlenth - strNum.length()));
} else {
throw new RuntimeException("將數(shù)字" + num + "轉(zhuǎn)化為長度為" + fixdlenth + "的字符串發(fā)生異常！");
}
sb.append(strNum);
return sb.toString();
}
/**
* 根據(jù)數(shù)字生成一個(gè)定長的字符串，長度不夠前面補(bǔ)0
*
* @param num 數(shù)字
* @param fixdlenth 字符串長度
* @return 定長的字符串
*/
public static String toFixdLengthString(int num, int fixdlenth) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
String strNum = String.valueOf(num);
if (fixdlenth - strNum.length() >= 0) {
sb.append(generateZeroString(fixdlenth - strNum.length()));
} else {
throw new RuntimeException("將數(shù)字" + num + "轉(zhuǎn)化為長度為" + fixdlenth + "的字符串發(fā)生異常！");
}
sb.append(strNum);
return sb.toString();
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(generateString(15));
System.out.println(generateMixString(15));
System.out.println(generateLowerString(15));
System.out.println(generateUpperString(15));
System.out.println(generateZeroString(15));
System.out.println(toFixdLengthString(123, 15));
System.out.println(toFixdLengthString(123L, 15));
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
vWMBPiNbzfGCpHG
23hyraHdJkKPwMv
tigowetbwkm1nde
BPZ1KNEJPHB115N
000000000000000
000000000000123
000000000000123
Process finished with exit code 0
六、總結(jié)
1、隨機(jī)數(shù)很常用，在Java有三種產(chǎn)生方式，以Random隨機(jī)數(shù)的使用最為復(fù)雜。
2、Random類對(duì)象有是否帶種子之分，帶種子的只要種子相同，多次運(yùn)行，生成隨機(jī)數(shù)的結(jié)果總是那樣。
3、帶種子隨機(jī)數(shù)的帶種子的對(duì)象創(chuàng)建方式有兩種，效果一樣。但是帶種子的隨機(jī)數(shù)用處似乎不大。
4、Random的功能涵蓋了Math.random()的功能。
5、可以通過隨機(jī)數(shù)去做實(shí)現(xiàn)隨機(jī)字符串等復(fù)雜的隨機(jī)數(shù)據(jù)。
6、不要研究不重復(fù)的隨機(jī)數(shù)，意義不大。
