random.nextInt()与Math.random()基础用法

缺乏、安全感 2022-08-18 14:23 152阅读 0赞

## 1、来源 ##

random.nextInt() 为 java.util.Random类中的方法；  
Math.random() 为 java.lang.Math 类中的静态方法。

## 2、用法 ##

产生0－n的伪随机数(伪随机数参看最后注解)：

// 两种生成对象方式：带种子和不带种子(两种方式的区别见注解)
    Random random = new Random();
    Integer res = random.nextInt(n);

Integer res = (int)(Math.random() * n);

## 3、jdk源码 ##

// random.nextInt(n)
    public int nextInt(int n) {
        if (n <= 0)
            throw new IllegalArgumentException("n must be positive");
    
        if ((n & -n) == n)  // i.e., n is a power of 2
            return (int)((n * (long)next(31)) >> 31);
    
        int bits, val;
        do {
            bits = next(31);
            val = bits % n;
        } while (bits - val + (n-1) < 0);
        return val;
    }

// Math.random()
    public static double random() {
       Random rnd = randomNumberGenerator;
       // 第一次调用，生成一个随机数生成器
        if (rnd == null) rnd = initRNG();
        return rnd.nextDouble();
    }
    
    // 生成的方法为同步的，线程安全
    private static synchronized Random initRNG() {
      Random rnd = randomNumberGenerator;
         return (rnd == null) ? (randomNumberGenerator = new Random()) : rnd;
     }
    
    // 该方法为 Random 类中的方法
    public double nextDouble() {
       return (((long)(next(26)) << 27) + next(27))
            / (double)(1L << 53);
    }

## 4、总结 ##

1.  Math.random() 方法生成\[0, 1)范围内的double类型随机数；Random类中的nextXxxx系列方法生成0－n的随机数；
2.  Math.random() 线程安全，多线程环境能被调用；
3.  如无特殊需求，则使用(int)(Math.random()\*n)的方式生成随机数即可。

## 5、注：何谓伪随机数 ##

伪随机既有规则的随机，Random类中的随机算法就是伪随机。  
具体表现为：相同种子数的Random对象生成的随机数序列相同：

@Test
    public void createProjectNo() {
         Random r1 = new Random(100);
         Random r2 = new Random(100);
    
         for (int i = 0; i < 100; i ++) {
             System.out.println(r1.nextInt(10)+", "+r2.nextInt(10));
         }
     }

结果为：  
![随机数生成结果][20151224144851449]

如不想生成相同的随机数序列，则应只使用一个Random类。而Math类中的随机数生成器 randomNumberGenerator 对象为静态的，可考虑使用。

## 6、注：Random类的两种构造方法区别 ##

1、 源码

public Random() {
      this(seedUniquifier() ^ System.nanoTime());
    }
    
    public Random(long seed) {
        if (getClass() == Random.class)
            this.seed = new AtomicLong(initialScramble(seed));
        else {
            // subclass might have overriden setSeed
            this.seed = new AtomicLong();
            setSeed(seed);
        }
    }

2、区别  
从源码中可以看到，未定义种子的构造方法里，使用当前系统时间相关的一个数字作为种子数，该种子数只作为随机算法的起源数字，与生成的随机数区间无关系。

这篇文章是我对Java中随机数的一些简单的理解，如有不对的地方或者其他的见解欢迎指导。

[20151224144851449]: /images/20220731/e72878a593004f63acc6de1c07d77eea.png