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如何在 Java 中生成特定范围内的随机整数?

如何在特定范围内生成随机int值?

我尝试了以下,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`.

答案

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);

请参阅相关的 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;
}

请参阅相关的 JavaDoc 。实际上, java.util.Random类通常比java.lang.Math.random()更可取。

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。

请注意,这种方法比nextInt方法更具偏见且效率更低, httpsnextInt

实现这一目标的一个标准模式是:

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

Java Math 库函数 Math.random()生成范围[0,1)的 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 ,你得到的是双倍价值。为了获得Max值,您需要在范围参数(Max - Min)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]或每个示例[5,10]范围内的随机整数值:

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

使用:

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

整数x现在是可能的结果为5-10的随机数。