一.生成随机数

Random类使用示例

使用Random类,一般是生成指定区间的随机数字,下面就一一介绍如何生成对应区间的随机数字。以下生成随机数的代码均使用以下Random对象r进行生成:

  1. Random r = new Random();

a、生成[0,1.0)区间的小数

  1. double d1 = r.nextDouble();

直接使用nextDouble方法获得。

b、生成[0,5.0)区间的小数

  1. double d2 = r.nextDouble() * 5;

因为nextDouble方法生成的数字区间是[0,1.0),将该区间扩大5倍即是要求的区间。

同理,生成[0,d)区间的随机小数,d为任意正的小数,则只需要将nextDouble方法的返回值乘以d即可。

c、生成[1,2.5)区间的小数

  1. double d3 = r.nextDouble() * 1.5 + 1;

生成[1,2.5)区间的随机小数,则只需要首先生成[0,1.5)区间的随机数字,然后将生成的随机数区间加1即可。

同理,生成任意非从0开始的小数区间[d1,d2)范围的随机数字(其中d1不等于0),则只需要首先生成[0,d2-d1)区间的随机数字,然后将生成的随机数字区间加上d1即可。

d、生成任意整数

  1. int n1 = r.nextInt();

直接使用nextInt方法即可。

e、生成[0,10)区间的整数

  1. int n2 = r.nextInt(10);
  2. n2 = Math.abs(r.nextInt() % 10);

以上两行代码均可生成[0,10)区间的整数。

第一种实现使用Random类中的nextInt(int n)方法直接实现。

第二种实现中,首先调用nextInt()方法生成一个任意的int数字,该数字和10取余以后生成的数字区间为(-10,10),因为按照数学上的规定余数的绝对值小于除数,然后再对该区间求绝对值,则得到的区间就是[0,10)了。

同理,生成任意[0,n)区间的随机整数,都可以使用如下代码:

  1. int n2 = r.nextInt(n);
  2. n2 = Math.abs(r.nextInt() % n);

f、生成[0,10]区间的整数

  1. int n3 = r.nextInt(11);
  2. n3 = Math.abs(r.nextInt() % 11);

相对于整数区间,[0,10]区间和[0,11)区间等价,所以即生成[0,11)区间的整数。

g、生成[-3,15)区间的整数

  1. int n4 = r.nextInt(18) - 3;
  2. n4 = Math.abs(r.nextInt() % 18) - 3;

生成非从0开始区间的随机整数,可以参看上面非从0开始的小数区间实现原理的说明。

h、几率实现

按照一定的几率实现程序逻辑也是随机处理可以解决的一个问题。下面以一个简单的示例演示如何使用随机数字实现几率的逻辑。

在前面的方法介绍中,nextInt(int n)方法中生成的数字是均匀的,也就是说该区间内部的每个数字生成的几率是相同的。那么如果生成一个[0,100)区间的随机整数,则每个数字生成的几率应该是相同的,而且由于该区间中总计有100个整数,所以每个数字的几率都是1%。按照这个理论,可以实现程序中的几率问题。

示例:随机生成一个整数,该整数以55%的几率生成1,以40%的几率生成2,以5%的几率生成3。实现的代码如下:

  1. int n5 = r.nextInt(100);
  2. int m; //结果数字
  3. if(n5 < 55){ //55个数字的区间,55%的几率
  4. m = 1;
  5. }else if(n5 < 95){//[55,95),40个数字的区间,40%的几率
  6. m = 2;
  7. }else{
  8. m = 3;
  9. }

因为每个数字的几率都是1%,则任意55个数字的区间的几率就是55%,为了代码方便书写,这里使用[0,55)区间的所有整数,后续的原理一样。

当然,这里的代码可以简化,因为几率都是5%的倍数,所以只要以5%为基础来控制几率即可,下面是简化的代码实现:

  1. int n6 = r.nextInt(20);
  2. int m1;
  3. if(n6 < 11){
  4. m1 = 1;
  5. }else if(n6 < 19){
  6. m1= 2;
  7. }else{
  8. m1 = 3;
  9. }

在程序内部,几率的逻辑就可以按照上面的说明进行实现。

二、测试程序运行的时间

//取得开始时的时间
long start=System.currentTimeMillis(); //取得查询完后的时间
long end=System.currentTimeMillis();
//打印出查询用的时间
System.out.println("查询用的时间为:" + (end - start)/1000f+" 秒 ");

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