java.util工具类之Random

不念不忘少年蓝@ 2023-07-04 06:14 20阅读 0赞

[JDK8在线Api中文手册][JDK8_Api]

[JDK8在线Api英文手册][JDK8_Api 1]

##### Random 类 #####

Random类是伪随机数生成器。之所以称为伪随机数(pseudorandom),是因为它们只是简单的均匀分布序列。Random类定义了以下构造函数：

Random()
    Random(long seed)

使用第1个版本创建的随机数生成器使用相对唯一的种子。第2个版本允许手动指定种子。  
如果使用种子初始化Random对象，就为随机序列定义了开始点。如果使用相同的种子初始化另外一个Random对象，就将会得到相同的随机序列。如果希望生成不同的序列，需要指定不同的种子。实现这种效果的一种方式是使用当前时间作为Random对象的种子。这种方式减少了得到重复序列的可能。  
表1列出了Random类定义的核心公有方法。这些方法在Random中已经存在了很长时间(很多自Java1.0以来就已提供)，并且得到了广泛应用。

**表1 Random类定义的核心公有方法**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方 法</th> 
   <th>描 述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>boolean nextBoolean()</td> 
   <td>返回下一个布尔型随机数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void nextBytes(byte vals[])</td> 
   <td>使用随机产生的值填充vals</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>double nextDouble()</td> 
   <td>返回下一个double型随机数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>float nextFloat()</td> 
   <td>返回下一个float型随机数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>double nextGaussian</td> 
   <td>返回下一个高斯分布随机数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int nextInt()</td> 
   <td>返回下一个int型随机数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int nextInt(int n)</td> 
   <td>返回介于0和n之间的下一个int型随机数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long nextLong()</td> 
   <td>返回下一个long型随机数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void setSeed(long newSeed)</td> 
   <td>将种子(即随机数字生成器的开始点)设置为newSeed指定的值</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

可以看出，能够从Random对象抽取各种类型的随机数；通过调用nextBoolean()方法可以得到随机布尔值；通过调用nextBytes()方法可以获取随机字节；通过调用nextInt()方法可以抽取随机整数；通过调用nextLong()方法可以获取在整个取值范围均匀分布的长整型随机数。nextFloat()和nextDouble()方法分别返回在0.0到1.0之间均匀分布的float和double型随机数。最后，nextGaussian()方法返回均值为0.0，方差为1.0的标准高斯分布伪随机数，其类型为double,这就是注明的钟形曲线(bell curve)。  
下面是一个例子，演示了由nextGaussian()方法产生的随机序列。该例首先获取100个随机高斯值并计算它们的平均值。该程序还以0.5为单位，分类统计落于正负两个标准偏差范围内的值的个数，结果在屏幕的左侧以图形化的方式显示。

//Demonstrate random Gaussian values.
    import java.util.Random;
    class RandDemo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Random r = new Random();
            double val;
            double sum = 0;
            int bell[] = new int[10];
            for (int i=0;i<100;i++){
        
                val = r.nextGaussian();
                sum+=val;
                double t=-2;
                for (int x=0;x<10;x++,t+=0.5){
        
                    if(val<t){
        
                        bell[x]++;
                        break;
                    }
                }
            }
            System.out.println("Average of values: "+(sum/100));
            //display bell curve,sideways
            for (int i=0;i<10;i++){
        
                for(int x=bell[i];x>0;x--){
        
                    System.out.print("*");
                }
                System.out.println();
            }
            /**
             * 输出：可以看出，得到了类似钟形分布的数字
             * ****
             * ******
             * *******
             * ****************
             * *******************
             * ******************
             * *************
             * **********
             * ***
             * ****
             */
        }
    }

JDK8向Random类添加了3个支持新的流API的方法：doubles()、ints()和longs()。它们都返回一个流，其中包含了指定类型的随机数的一个序列。每个方法都定义了几种重载形式。下面列出了3个方法的最简单形式：

DoubleStream doubles()
    IntStream ints()
    LongStream longs()

doubles()方法返回的流包含了double类型的随机数(值的范围在0.0~1.0之间)。ints()方法返回的流包含了int类型的随机值。long()方法返回的流包含了long类型的随机值。对于这3个方法，返回的流实际上是无穷的。它们有几种重载形式，允许指定流的大小、起点和上界。

[JDK8_Api]: http://www.matools.com/api/java8
[JDK8_Api 1]: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/