如何在Java中生成特定范围内的随机整数?

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如何在特定范围内生成随机int值?

我试过以下,但那些不起作用:

尝试1:

randomNum = minimum + (int)(Math.random() * maximum);
// Bug: `randomNum` can be bigger than `maximum`.

尝试2:

Random rn = new Random();
int n = maximum - minimum + 1;
int i = rn.nextInt() % n;
randomNum =  minimum + i;
// Bug: `randomNum` can be smaller than `minimum`.
java random integer
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在Java 1.7或更高版本中,执行此操作的标准方法如下:

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

// nextInt is normally exclusive of the top value,
// so add 1 to make it inclusive
int randomNum = ThreadLocalRandom.current().nextInt(min, max + 1);

the relevant JavaDoc。这种方法的优点是不需要显式初始化java.util.Random实例,如果使用不当,可能会造成混淆和错误。

然而,相反地,没有办法明确地设置种子,因此在有用的情况下(例如测试或保存游戏状态或类似情况)可能难以再现结果。在这些情况下,可以使用下面显示的Java之前的1.7技术。

在Java 1.7之前,执行此操作的标准方法如下:

import java.util.Random;

/**
 * Returns a pseudo-random number between min and max, inclusive.
 * The difference between min and max can be at most
 * <code>Integer.MAX_VALUE - 1</code>.
 *
 * @param min Minimum value
 * @param max Maximum value.  Must be greater than min.
 * @return Integer between min and max, inclusive.
 * @see java.util.Random#nextInt(int)
 */
public static int randInt(int min, int max) {

    // NOTE: This will (intentionally) not run as written so that folks
    // copy-pasting have to think about how to initialize their
    // Random instance.  Initialization of the Random instance is outside
    // the main scope of the question, but some decent options are to have
    // a field that is initialized once and then re-used as needed or to
    // use ThreadLocalRandom (if using at least Java 1.7).
    // 
    // In particular, do NOT do 'Random rand = new Random()' here or you
    // will get not very good / not very random results.
    Random rand;

    // nextInt is normally exclusive of the top value,
    // so add 1 to make it inclusive
    int randomNum = rand.nextInt((max - min) + 1) + min;

    return randomNum;
}

the relevant JavaDoc。在实践中,java.util.Random类通常优于java.lang.Math.random()

特别是,当标准库中有一个简单的API来完成任务时,不需要重新发明随机整数生成轮。


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请原谅我的挑剔,但多数人提出的解决方案,即min + rng.nextInt(max - min + 1)),似乎是危险的,因为:

  • rng.nextInt(n)无法到达Integer.MAX_VALUE
  • (max - min)为负时,min可能会导致溢出。

一个万无一失的解决方案将为[min <= maxInteger.MIN_VALUE]内的任何Integer.MAX_VALUE返回正确的结果。考虑以下天真的实现:

int nextIntInRange(int min, int max, Random rng) {
   if (min > max) {
      throw new IllegalArgumentException("Cannot draw random int from invalid range [" + min + ", " + max + "].");
   }
   int diff = max - min;
   if (diff >= 0 && diff != Integer.MAX_VALUE) {
      return (min + rng.nextInt(diff + 1));
   }
   int i;
   do {
      i = rng.nextInt();
   } while (i < min || i > max);
   return i;
}

尽管效率低下,但请注意while循环中成功的概率总是为50%或更高。


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我想知道Apache Commons Math库提供的任何随机数生成方法是否适合该法案。

例如:RandomDataGenerator.nextIntRandomDataGenerator.nextLong


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只需执行以下语句即可完成:

Randomizer.generate(0,10); //min of zero, max of ten

以下是其源代码

Randomizer.java

public class Randomizer
{
    public static int generate(int min,int max)
    {
        return min + (int)(Math.random() * ((max - min) + 1));
    }
}

它干净而简单。


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让我们举个例子。

假设我希望生成5-10之间的数字:

int max = 10;
int min = 5;
int diff = max - min;
Random rn = new Random();
int i = rn.nextInt(diff + 1);
i += min;
System.out.print("The Random Number is " + i);

让我们理解这个......

使用最高值初始化max,使用最低值初始化min。

现在,我们需要确定可以获得多少可能的值。对于这个例子,它将是:

5, 6, 7, 8, 9, 10

因此,这将是最大 - 最小+ 1的计数。

即10-5 + 1 = 6

随机数将生成0-5之间的数字。

即0,1,2,3,4,5

将min值添加到随机数将产生:

5, 6, 7, 8, 9, 10

因此,我们获得了所需的范围。


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 rand.nextInt((max+1) - min) + min;

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使用nextint(n)方法生成最小值和最大值之差的随机数,然后在结果中添加最小数:

Random rn = new Random();
int result = rn.nextInt(max - min + 1) + min;
System.out.println(result);

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从Java 7开始,您不应再使用Random。对于大多数用途,选择的随机数生成器现在是ThreadLocalRandom。 对于fork连接池和并行流,请使用SplittableRandom

约书亚布洛赫。有效的Java。第三版。

从Java 8开始

对于fork连接池和并行流,使用通常更快的SplittableRandom,与Random相比具有更好的统计独立性和均匀性。

生成int范围内的随机[0, 1_000]:

int n = new SplittableRandom().nextInt(0, 1_001);

生成int[100]范围内的随机[0, 1_000]:值数组

int[] a = new SplittableRandom().ints(100, 0, 1_001).parallel().toArray();

要返回随机值流:

IntStream stream = new SplittableRandom().ints(100, 0, 1_001);

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这种方法可能很方便使用:

此方法将在提供的最小值和最大值之间返回一个随机数:

public static int getRandomNumberBetween(int min, int max) {
    Random foo = new Random();
    int randomNumber = foo.nextInt(max - min) + min;
    if (randomNumber == min) {
        // Since the random number is between the min and max values, simply add 1
        return min + 1;
    } else {
        return randomNumber;
    }
}

并且此方法将从提供的最小值和最大值返回一个随机数(因此生成的数字也可以是最小值或最大值):

public static int getRandomNumberFrom(int min, int max) {
    Random foo = new Random();
    int randomNumber = foo.nextInt((max + 1) - min) + min;

    return randomNumber;
}

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这是一个有用的类,可以在包含/包含任意组合的范围内生成随机ints

import java.util.Random;

public class RandomRange extends Random {
    public int nextIncInc(int min, int max) {
        return nextInt(max - min + 1) + min;
    }

    public int nextExcInc(int min, int max) {
        return nextInt(max - min) + 1 + min;
    }

    public int nextExcExc(int min, int max) {
        return nextInt(max - min - 1) + 1 + min;
    }

    public int nextIncExc(int min, int max) {
        return nextInt(max - min) + min;
    }
}

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在掷骰子的情况下,它将是1到6之间的随机数(不是0到6),因此:

face = 1 + randomNumbers.nextInt(6);

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请注意,这种方法比nextInt方法https://stackoverflow.com/a/738651/360211更有偏见且效率更低

实现这一目标的一个标准模式是:

Min + (int)(Math.random() * ((Max - Min) + 1))

Java数学库函数Math.random()在[0,1)范围内生成一个double值。请注意,此范围不包括1。

为了首先获得特定范围的值,您需要乘以您想要覆盖的值范围的大小。

Math.random() * ( Max - Min )

这将返回[0,Max-Min)范围内的值,其中不包括“Max-Min”。

例如,如果你想要[5,10),你需要覆盖五个整数值,以便你使用

Math.random() * 5

这将返回[0,5)范围内的值,其中不包括5。

现在,您需要将此范围更改为您要定位的范围。您可以通过添加Min值来完成此操作。

Min + (Math.random() * (Max - Min))

您现在将获得[Min,Max)范围内的值。按照我们的例子,这意味着[5,10)

5 + (Math.random() * (10 - 5))

但是,这仍然不包括Max,你得到双倍价值。为了获得包含的Max值,您需要在范围参数(Max - Min)中加1,然后通过强制转换为int来截断小数部分。这是通过以下方式完成

Min + (int)(Math.random() * ((Max - Min) + 1))

你有它。 [Min,Max]范围内的随机整数值,或者根据示例[5,10]

5 + (int)(Math.random() * ((10 - 5) + 1))

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要在“两个数字之间”生成随机数,请使用以下代码:

Random r = new Random();
int lowerBound = 1;
int upperBound = 11;
int result = r.nextInt(upperBound-lowerBound) + lowerBound;

这将为您提供1(包括)和11(不包括)之间的随机数,因此通过添加1来初始化upperBound值。例如,如果要生成1到10之间的随机数,则使用11而不是11来初始化upperBound数。 10。


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int random = minimum + Double.valueOf(Math.random()*(maximum-minimum )).intValue();

或者看看Apache Commons的RandomUtils。


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您可以在Java 8中简明扼要地实现:

Random random = new Random();

int max = 10;
int min = 5;
int totalNumber = 10;

IntStream stream = random.ints(totalNumber, min, max);
stream.forEach(System.out::println);

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我发现这个例子Generate random numbers


此示例生成特定范围内的随机整数。

import java.util.Random;

/** Generate random integers in a certain range. */
public final class RandomRange {

  public static final void main(String... aArgs){
    log("Generating random integers in the range 1..10.");

    int START = 1;
    int END = 10;
    Random random = new Random();
    for (int idx = 1; idx <= 10; ++idx){
      showRandomInteger(START, END, random);
    }

    log("Done.");
  }

  private static void showRandomInteger(int aStart, int aEnd, Random aRandom){
    if ( aStart > aEnd ) {
      throw new IllegalArgumentException("Start cannot exceed End.");
    }
    //get the range, casting to long to avoid overflow problems
    long range = (long)aEnd - (long)aStart + 1;
    // compute a fraction of the range, 0 <= frac < range
    long fraction = (long)(range * aRandom.nextDouble());
    int randomNumber =  (int)(fraction + aStart);    
    log("Generated : " + randomNumber);
  }

  private static void log(String aMessage){
    System.out.println(aMessage);
  }
} 

此类的示例运行:

Generating random integers in the range 1..10.
Generated : 9
Generated : 3
Generated : 3
Generated : 9
Generated : 4
Generated : 1
Generated : 3
Generated : 9
Generated : 10
Generated : 10
Done.

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只需使用Random类:

Random ran = new Random();
// Assumes max and min are non-negative.
int randomInt = min + ran.nextInt(max - min + 1);

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当您需要大量随机数时,我不推荐API中的Random类。这个时期太短了。请尝试使用Mersenne twister。有a Java implementation


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public static Random RANDOM = new Random(System.nanoTime());

public static final float random(final float pMin, final float pMax) {
    return pMin + RANDOM.nextFloat() * (pMax - pMin);
}

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另一种选择是使用Apache Commons

import org.apache.commons.math.random.RandomData;
import org.apache.commons.math.random.RandomDataImpl;

public void method() {
    RandomData randomData = new RandomDataImpl();
    int number = randomData.nextInt(5, 10);
    // ...
 }

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这是一个简单的示例,显示如何从封闭的[min, max]范围生成随机数,而min <= max is true

您可以将它作为孔类中的字段重用,也可以在一个地方使用所有Random.class方法

结果示例:

RandomUtils random = new RandomUtils();
random.nextInt(0, 0); // returns 0
random.nextInt(10, 10); // returns 10
random.nextInt(-10, 10); // returns numbers from -10 to 10 (-10, -9....9, 10)
random.nextInt(10, -10); // throws assert

资料来源:

import junit.framework.Assert;
import java.util.Random;

public class RandomUtils extends Random {

    /**
     * @param min generated value. Can't be > then max
     * @param max generated value
     * @return values in closed range [min, max].
     */
    public int nextInt(int min, int max) {
        Assert.assertFalse("min can't be > then max; values:[" + min + ", " + max + "]", min > max);
        if (min == max) {
            return max;
        }

        return nextInt(max - min + 1) + min;
    }
}

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最好使用SecureRandom而不仅仅是Random。

public static int generateRandomInteger(int min, int max) {
    SecureRandom rand = new SecureRandom();
    rand.setSeed(new Date().getTime());
    int randomNum = rand.nextInt((max - min) + 1) + min;
    return randomNum;
}

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使用:

Random ran = new Random();
int x = ran.nextInt(6) + 5;

整数x现在是具有5-10可能结果的随机数。


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rand.nextInt((max+1) - min) + min;

这工作正常。


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使用:

minimum + rn.nextInt(maxValue - minvalue + 1)

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随着他们在ints(int randomNumberOrigin, int randomNumberBound)类中引入了Random方法。

例如,如果要在[0,10]范围内生成五个随机整数(或单个整数),只需执行以下操作:

Random r = new Random();
int[] fiveRandomNumbers = r.ints(5, 0, 11).toArray();
int randomNumber = r.ints(1, 0, 11).findFirst().getAsInt();

第一个参数仅表示生成的IntStream的大小(这是生成无限IntStream的重载方法)。

如果需要执行多个单独的调用,可以从流中创建无限原始迭代器:

public final class IntRandomNumberGenerator {

    private PrimitiveIterator.OfInt randomIterator;

    /**
     * Initialize a new random number generator that generates
     * random numbers in the range [min, max]
     * @param min - the min value (inclusive)
     * @param max - the max value (inclusive)
     */
    public IntRandomNumberGenerator(int min, int max) {
        randomIterator = new Random().ints(min, max + 1).iterator();
    }

    /**
     * Returns a random number in the range (min, max)
     * @return a random number in the range (min, max)
     */
    public int nextInt() {
        return randomIterator.nextInt();
    }
}

您也可以为doublelong值执行此操作。

希望能帮助到你! :)


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您可以将第二个代码示例编辑为:

Random rn = new Random();
int range = maximum - minimum + 1;
int randomNum =  rn.nextInt(range) + minimum;

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只需对您的第一个解决方案进行一些小修改就足够了。

Random rand = new Random();
randomNum = minimum + rand.nextInt((maximum - minimum) + 1);

有关Random的实施,请参阅此处


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ThreadLocalRandom等效于多线程环境的类java.util.Random。在每个线程中本地执行生成随机数。因此,通过减少冲突,我们可以获得更好的表现。

int rand = ThreadLocalRandom.current().nextInt(x,y);

x,y - 间隔,例如(1.10)


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Math.RandomJava类是0。所以,如果你写这样的东西:

Random rand = new Random();
int x = rand.nextInt(10);

x将介于0-9之间。

因此,给定以下25项数组,在0(数组的基数)和array.length之间生成随机数的代码将是:

String[] i = new String[25];
Random rand = new Random();
int index = 0;

index = rand.nextInt( i.length );

由于i.length将返回25nextInt( i.length )将返回0-24范围之间的数字。另一种选择是使用Math.Random,它的工作方式相同。

index = (int) Math.floor(Math.random() * i.length);

为了更好地理解,请查看论坛帖子Random Intervals (archive.org)

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