生成指定范围内的随机数

「爱情、让人受尽委屈。」 2022-06-11 07:18 209阅读 0赞

生成指定范围内的随机数  
这个是最常用的技术之一。程序员希望通过随机数的方式来处理众多的业务逻辑，测试过程中也希望通过随机数的方式生成包含大量数字的测试用例。问题往往类似于：  
如何随机生成 1~100 之间的随机数，取值包含边界值 1 和 100。  
或者是：  
如何随机生成随机的3位整数？  
等等……  
以 Java 语言为例，我们观察其 Random 对象的 nextInt(int) 方法，发现这个方法将生成 0 ~ 参数之间随机取值的整数。例如（假设先有 Random rand = new Random();，下同）：  
rand.nextInt(100);  
这行代码将生成范围 0~100 之间的随机数，有趣的是，取值可能为 0 ，但不可能为 100。我们用中学数学课学习的区间表示法，表示为：\[0, 100)。  
那么如果要获得区间 \[1~100\] 的随机数，该怎么办呢？稍微动动脑筋就可以想到：区间 \[0, 100) 内的整数，实际上就是区间 \[0, 99\]。因为最大边界为100，可惜不能等于100，因此最大可能产生的“整数”就是99。  
既然 rand.nextInt(100) 获得的值是区间 \[0, 99\]，那么在这个区间左右各加 1，就得到了区间 \[1, 100\]。因此，代码写成：  
rand.nextInt(100) + 1;  
即可。运行下面的代码，将获得 \[1, 100\] 的 10 个取值。  
 代码段 3 //  
import java.util.Random;  
public class Test \{   
public static void main(String\[\] args)\{   
  Random rand = new Random();  
  for(int i=0; i<10; i++) \{   
   System.out.println(rand.nextInt(100) + 1);  
  \}  
\}  
\}  
 代码段 3 结束 /  
编译运行，输出结果为：  
81  
64  
31  
86  
56  
14  
45  
57  
28  
90  
多次运行，结果每次都不同，但取值一定会在 1 和 100 之间，可能出现 1 和 100。  
同理，很容易知道如果要获得随机两位整数，代码写成：  
rand.nextInt(90) + 10;  
你一定很惊讶，为什么是这么写出来的。其实，在 nextInt() 方法中作为参数的数字 90 表示：你希望生成的随机数的所有取值的可能性的数量（在本命题中，两位整数取值为 \[10, 99\]，共90个数）；加好后面的数字 10 ，表示区间的最小取值。  
你可以验证下，按照这样理解，\[1, 100\] 的随机数，是不是应该写成 rand.nextInt(100) + 1 。千万不要把参数 100 理解为最大取值。只是区间 \[1, 100\] 正好从 1 开始，所以最大取值和取值可能性数量正好同为 100。  
因此，  
生成随机三位数的代码为：  
rand.nextInt(900) + 100;  
生成区间 \[64, 128\] 中随机值的代码为：  
rand.nextInt(65) + 64;  
取值可能性的数量是如何计算出来的呢？当然是 最大取值-最小取值+1 ，所以，有最终公式如下：  
// For Java  
int randNumber = rand.nextInt(MAX - MIN + 1) + MIN; // randNumber 将被赋值为一个 MIN 和 MAX 范围内的随机数  
在微软平台下，由于 .Net Framework 提供了相应的方法来生成固定区间的整数，所以公式为：  
// For C\#  
int randNumber = rand.Next(MIN, MAX + 1); // randNumber 将被赋值为一个 MIN 和 MAX 范围内的随机数