Случайные числа random java

Class Random

An instance of this class is used to generate a stream of pseudorandom numbers; its period is only 2 48 . The class uses a 48-bit seed, which is modified using a linear congruential formula. (See Donald E. Knuth, The Art of Computer Programming, Volume 2, Third edition: Seminumerical Algorithms , Section 3.2.1.)

If two instances of Random are created with the same seed, and the same sequence of method calls is made for each, they will generate and return identical sequences of numbers. In order to guarantee this property, particular algorithms are specified for the class Random . Java implementations must use all the algorithms shown here for the class Random , for the sake of absolute portability of Java code. However, subclasses of class Random are permitted to use other algorithms, so long as they adhere to the general contracts for all the methods.

The algorithms implemented by class Random use a protected utility method that on each invocation can supply up to 32 pseudorandomly generated bits.

Many applications will find the method Math.random() simpler to use.

Instances of java.util.Random are threadsafe. However, the concurrent use of the same java.util.Random instance across threads may encounter contention and consequent poor performance. Consider instead using ThreadLocalRandom in multithreaded designs.

Instances of java.util.Random are not cryptographically secure. Consider instead using SecureRandom to get a cryptographically secure pseudo-random number generator for use by security-sensitive applications.

Источник

Генерируем случайное число Java

При разработке приложений часто нужно генерировать случайные числа. Java предоставляет для этого классы java.lang.Math и java.util.Random . В этой статье я расскажу о нескольких способах генерации случайных чисел и приведу конкретные примеры реализации.

Генерация случайных чисел с помощью класса Math

Чтобы сгенерировать случайное число Java предоставляет класс Math, доступный в пакете java.util. Этот класс содержит статичный метод Math.random(), предназначенный для генерации случайных чисел типа double .

Метод random( ) возвращает положительное число большее или равное 0,0 и меньшее 1,0. При вызове данного метода создается объект генератора псевдослучайных чисел java.util.Random.

Math.random() можно использовать с параметрами и без. В параметрах задается диапазон чисел, в пределах которого будут генерироваться случайные значения.

Пример использования Math.random():

public static double getRandomNumber()

Метод getRandomNumber( ) использует Math.random() для возврата положительного числа, которое больше или равно 0,0 или меньше 1,0 .

Результат выполнения кода:

Double between 0.0 and 1.0: SimpleRandomNumber = 0.21753313144345698

Случайные числа в заданном диапазоне

Для генерации случайных чисел в заданном диапазоне необходимо указать диапазон. Синтаксис:

(Math.random() * ((max - min) + 1)) + min

Разобьем это выражение на части:

1. Сначала умножаем диапазон значений на результат, который генерирует метод random().Math.random() * (max — min)возвращает значение в диапазоне [0 , max- min], где max не входит в заданные рамки. Например, выражение Math.random()*5 вернет значение в диапазоне [0 , 5], в который 5 не входит.
2. Расширяем охват до нужного диапазона. Это делается с помощью минимального значения.

(Math.random() * ( max - min )) + min

Но выражение по-прежнему не охватывает максимальное значение.

• Чтобы получить максимальное значение, прибавьте 1 к параметру диапазона (max — min). Это вернет случайное число в указанном диапазоне.

double x = (Math.random()*((max-min)+1))+min;

Существуют различные способы реализации приведенного выше выражения. Рассмотрим некоторые из них.

Случайное двойное число в заданном диапазоне

По умолчанию метод Math.random() при каждом вызове возвращает случайное число типа double . Например:

public static double getRandomDoubleBetweenRange(double min, double max)

Вы можете вызвать предыдущий метод из метода main, передав аргументы, подобные этому.

System.out.println("Double between 5.0 and 10.00: RandomDoubleNumber = "+getRandomDoubleBetweenRange(5.0, 10.00));

System.out.println("Double between 5.0 and 10.00: RandomDoubleNumber = "+getRandomDoubleBetweenRange(5.0, 10.00));

Случайное целое число в заданном диапазоне

Пример генерации случайного целочисленного значения в указанном диапазоне:

public static double getRandomIntegerBetweenRange(double min, double max)

Метод getRandomIntegerBetweenRange() создает случайное целое число в указанном диапазоне. Так как Math.random() генерирует случайные числа с плавающей запятой, то нужно привести полученное значение к типу int. Этот метод можно вызвать из метода main, передав ему аргументы следующим образом:

System.out.println("Integer between 2 and 6: RandomIntegerNumber highlight" data-hscroll>
Integer between 2 and 6: RandomIntegerNumber = 5
 
Примечание . В аргументах также можно передать диапазон отрицательных значений, чтобы сгенерировать случайное отрицательное число в этом диапазоне.
 
Генерация случайных чисел с помощью класса Random
 
Класс java.util.Random можно применять для генерации случайных чисел различных типов: int, float, double, long и boolean .
 
Для этого сначала создайте экземпляр класса Random, а затем вызовите один из методов генератора случайных значений: nextInt( ), nextDouble( ) или nextLong( ).
 
Метод nextInt( ) класса Random принимает граничное целое число и возвращает случайное значение int от 0 (включительно) до указанного предела (не включая).
 
Пример использования метода nextInt( ):
 
public static int generateRandomInt(int upperRange)
 
Пример использования метода nextInt ( ) для генерации целого числа в заданном диапазоне:
 
public static int generateRandomIntIntRange(int min, int max)
 
Методы nextFloat ( ) и nextDouble( ) позволяют генерировать числа с плавающей запятой, а также значения типа double в диапазоне от 0,0 до 1,0.
 
Код для использования обоих методов:
 
public static double generateRandomDouble() < Random random = new Random(); return random.nextDouble(); >public static float generateRandomFloat()
 
Генерируем случайное число в Java 8 - особенности
 
В Java 8 был представлен новый метод класса java.util.Random - ints(). Он возвращает неограниченный поток псевдослучайных значений int. Данный метод позволяет указать диапазон чисел, задав минимальное и максимальное значения.
 
Пример использования метода Random.ints() для генерации случайных целочисленных значений в указанном диапазоне:
 
public static int getRandomNumberInts(int min, int max)
 
Метод getRandomNumberInts( ) генерирует поток случайных целых чисел от min(включительно) и до max (не входит в диапазон).
 
Метод ints( ) создает IntStream, поэтому будет вызвана функция findFirst( ). Она возвращает объект OptionalInt , который описывает первый элемент этого потока. Затем код вызывает метод getAsInt( ), чтобы вернуть значение int в OptionalInt.
 
Пример использования метода Random.ints() для генерации потока случайных целочисленных значений:
 
public static void getStreamOfRandomInts(int num)
 
Код для вызова предыдущего метода:
 
System.out.println("Random int stream: RandomIntStreamofSize highlight" data-hscroll>
Random int stream: RandomIntStreamofSize = -1861317227 -1205557317 453883217 762357682 1725970934
 
Пример использования метода Random.ints() для генерации потока из диапазона случайных целочисленных значений:
 
public static void getStreamOfRandomIntsWithRange(int num, int min, int max)
 
Код для вызова приведенного выше метода:
 
System.out.println("Random int stream of specified size in range: RandomIntStreamofSizeInRange highlight" data-hscroll>
Random int stream of specified size in range: RandomIntStreamofSizeInRange = 2 2 3 4 6
 
Кроме ints( ) существует еще несколько методов, которые были добавлены к классу Random в Java 8. Они могут возвращать последовательный поток случайных чисел. Это:
 
Заключение
 
Класс java.util.Random реализует линейный конгруэнтный генератор (LCG). Он отличается быстротой работы. Но при этом он не подходит для использования в режиме реального времени. Например, для генерации уникального идентификатора сессии на сервере, в научных экспериментах, криптографии лотереях и розыгрышах.
 
Источник
 
Class Random
 
An instance of this class is used to generate a stream of pseudorandom numbers; its period is only 2 48 . The class uses a 48-bit seed, which is modified using a linear congruential formula. (See Donald E. Knuth, The Art of Computer Programming, Volume 2, Third edition: Seminumerical Algorithms , Section 3.2.1.)
 
If two instances of Random are created with the same seed, and the same sequence of method calls is made for each, they will generate and return identical sequences of numbers. In order to guarantee this property, particular algorithms are specified for the class Random . Java implementations must use all the algorithms shown here for the class Random , for the sake of absolute portability of Java code. However, subclasses of class Random are permitted to use other algorithms, so long as they adhere to the general contracts for all the methods.
 
The algorithms implemented by class Random use a protected utility method that on each invocation can supply up to 32 pseudorandomly generated bits.
 
Many applications will find the method Math.random() simpler to use.
 
Instances of java.util.Random are threadsafe. However, the concurrent use of the same java.util.Random instance across threads may encounter contention and consequent poor performance. Consider instead using ThreadLocalRandom in multithreaded designs.
 
Instances of java.util.Random are not cryptographically secure. Consider instead using SecureRandom to get a cryptographically secure pseudo-random number generator for use by security-sensitive applications.
 
Источник
 
Генерация случайного числа в заданном диапазоне
 
 
 
 
Привет по ту сторону экрана. Любой из нас рано или поздно встречается с необходимостью генерировать случайное число в заданном нами диапазоне будь то вещественное или целое число. Для чего? На самом деле это не важно, это может быть функция для расчета шанса для запуска какого нибудь события, получение случайного множителя или любого другая. Итак, для чего это нужно разобрались, а именно для чего угодно 🙂 На самом деле методов получения псевдослучайного числа очень много, я же приведу пример с классом Math , а именно с методом random() ; Что же мы имеем? Вызов метода Math.random() возвращает псевдослучайное вещественное число ( double ) из диапазона [0;1) , то есть, от 0 до 1 исключая 1, а значит максимальное число в диапазоне это 0.99999999999. Хорошо, мы получили псевдослучайное число, но если нам нужен свой диапазон? К примеру, нам нужно псевдослучайное число из диапазона [0;100)? Пишем код:
 
 public static void main(String. args) < final double max = 100.; // Максимальное число для диапазона от 0 до max final double rnd = rnd(max); System.out.println("Псевдослучайное вещественное число: " + rnd); >/** * Метод получения псевдослучайного вещественного числа от 0 до max (исключая max); */ public static double rnd(final double max)
 
Получилось не плохо, но max (в нашем случае) мы все равно не получим. Для того чтобы получить случайное число в диапазоне [0;100] нам необходимо прибавить к нашему max 1, а затем преобразовать в целое число типа int или long (зависит от диапазонов которые Вы будете использовать). Пишем код:
 
 public static void main(String. args) < final int max = 100; // Максимальное число для диапазона от 0 до max final int rnd = rnd(max); System.out.println("Псевдослучайное целое число: " + rnd); >/** * Метод получения псевдослучайного целого числа от 0 до max (включая max); */ public static int rnd(int max)
 
Примечание: Как видите переменная max была инкрементирована префиксной формой. (Если Вы не знаете что это советую почитать мою статью) Отлично, мы получили то что хотели, но если нам нужен диапазон не от 0, а к примеру [10;75] Пишем код:
 
 public static void main(String. args) < final int min = 10; // Минимальное число для диапазона final int max = 75; // Максимальное число для диапазона final int rnd = rnd(min, max); System.out.println("Псевдослучайное целое число: " + rnd); >/** * Метод получения псевдослучайного целого числа от min до max (включая max); */ public static int rnd(int min, int max)
 
 Минимальное число диапазона = 10; Максимальное число диапазона = 75; max -= min; // Отнимаем от максимального значения минимальное для получения множителя псевдослучайного вещественного числа. 
 
Максимальное число после расчета равно 65 Псевдослучайное вещественное число (к примеру) равно 0.18283417347179454 (Был получен при вызове Math.random() ). Максимальное число перед умножением было инкрементировано префиксной формой. Максимальное число теперь 66 Умножаем 0.18283417347179454 на 66. Результат умножения равен 12.06705544913844. Преобразовываем результат умножения максимального числа на псевдослучайное вещественное число к типу целого числа int . Прибавляем минимальное число к преобразованному результату который равен 12. Возвращаем результат: 22 Как видно из разбора, даже если псевдослучайное вещественное число будет равно нулю, то мы вернем наш минимум в результате сложения нашего минимального числа с результатом умножения. Надеюсь для Вас это было полезно и познавательно. Успехов в освоении Java 😉 Еще пару моих статей: Что такое инкрементирование и декрементирование Оператор деления по модулю
 
Источник