Как генерировать случайные целые числа в определенном диапазоне в Java?

Как создать случайное intзначение в определенном диапазоне?

Я пробовал следующее, но они не работают:

Попытка 1:

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

Попытка 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`.

В Java 1.7 или более поздней версии стандартный способ сделать это заключается в следующем:

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);

Смотрите соответствующий JavaDoc . Преимущество этого подхода заключается в том, что нет необходимости явно инициализировать экземпляр java.util.Random , который может стать источником путаницы и ошибок при неправильном использовании.

Однако, наоборот, нет способа явно установить начальное число, поэтому может быть трудно воспроизвести результаты в ситуациях, когда это полезно, таких как тестирование или сохранение состояний игры или тому подобное. В этих ситуациях может использоваться методика до Java 1.7, показанная ниже.

До Java 1.7 стандартный способ сделать это был следующим:

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;
}

Смотрите соответствующий JavaDoc . На практике класс java.util.Random часто предпочтительнее, чем java.lang.Math.random () .

В частности, нет необходимости заново изобретать колесо генерации случайных целых чисел, когда в стандартной библиотеке имеется простой API для выполнения задачи.

Обратите внимание, что этот подход является более предвзятым и менее эффективным, чем nextIntподход, https://stackoverflow.com/a/738651/360211

Один стандартный шаблон для достижения этой цели:

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

Функция библиотеки Java Math Math.random () генерирует двойное значение в диапазоне [0,1). Обратите внимание, что этот диапазон не включает 1.

Чтобы сначала получить определенный диапазон значений, необходимо умножить его на величину диапазона значений, который вы хотите охватить.

Math.random() * ( Max - Min )

Это возвращает значение в диапазоне [0,Max-Min), где «Макс-Мин» не включен.

Например, если вы хотите [5,10), вам нужно охватить пять целочисленных значений, чтобы вы использовали

Math.random() * 5

Это вернет значение в диапазоне [0,5), где 5 не включено.

Теперь вам нужно сместить этот диапазон до диапазона, на который вы нацеливаетесь. Вы делаете это, добавляя значение Min.

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

Теперь вы получите значение в диапазоне [Min,Max). Следуя нашему примеру, это означает [5,10):

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

Но это все еще не включает, Maxи вы получаете двойное значение. Чтобы получить Maxвключенное значение, вам нужно добавить 1 к параметру диапазона, (Max - Min)а затем обрезать десятичную часть путем приведения к типу int. Это достигается с помощью:

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

И там у вас есть это. Случайное целочисленное значение в диапазоне [Min,Max]или согласно примеру [5,10]:

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

Использование:

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

Целое число xтеперь является случайным числом, которое имеет возможный результат 5-10.

Использование:

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

С Java-8они представили метод ints(int randomNumberOrigin, int randomNumberBound)в Randomклассе.

Например, если вы хотите сгенерировать пять случайных целых (или одно) в диапазоне [0, 10], просто выполните:

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

Первый параметр указывает только размер IntStreamсгенерированного (который является перегруженным методом того, который производит неограниченный IntStream).

Если вам нужно сделать несколько отдельных вызовов, вы можете создать бесконечный примитивный итератор из потока:

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();
    }
}

Вы также можете сделать это для doubleи longзначения. Я надеюсь, что это помогает! :)

Вы можете отредактировать свой второй пример кода:

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

Достаточно будет небольшой модификации вашего первого решения.

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

Смотрите больше здесь для реализации Random

ThreadLocalRandomэквивалент класса java.util.Randomдля многопоточной среды. Генерация случайного числа осуществляется локально в каждом из потоков. Таким образом, мы имеем лучшую производительность, уменьшая конфликты.

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

x, y- интервалы, например (1,10)

Math.RandomКласс в Java является 0 на основе. Итак, если вы напишите что-то вроде этого:

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

xбудет между 0-9включительно.

Итак, учитывая следующий массив 25элементов, код для генерации случайного числа между 0(основанием массива) и array.lengthбудет:

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

index = rand.nextInt( i.length );

Так i.lengthкак вернется 25, nextInt( i.length )вернет число в диапазоне 0-24. Другой вариант, Math.Randomкоторый работает таким же образом.

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

Для лучшего понимания, проверьте сообщение на форуме Случайные интервалы (archive.org) .

Прости меня за привередливость, но решение, предложенное большинством, то есть min + rng.nextInt(max - min + 1))кажется опасным из-за того, что:

• rng.nextInt(n)не может достичь Integer.MAX_VALUE.
• (max - min)может вызвать переполнение, когда minотрицательно.

Надежное решение вернет правильные результаты для любого в min <= maxпределах [ Integer.MIN_VALUE, Integer.MAX_VALUE]. Рассмотрим следующую наивную реализацию:

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;
}

Хотя это неэффективно, обратите внимание, что вероятность успеха в whileцикле всегда будет 50% или выше.

Это можно сделать, просто выполнив утверждение:

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

Ниже его исходный код

Randomizer.java

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

Это просто чисто и просто.

Интересно, подойдет ли какой-либо из методов генерации случайных чисел, предоставляемых библиотекой Apache Commons Math .

Например: RandomDataGenerator.nextIntилиRandomDataGenerator.nextLong

Давайте возьмем пример.

Предположим, я хочу сгенерировать число от 5 до 10 :

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);

Дайте нам понять это ...

Инициализируйте max с самым высоким значением и min с самым низким значением.

Теперь нам нужно определить, сколько возможных значений можно получить. Для этого примера это будет:

5, 6, 7, 8, 9, 10

Таким образом, счет этого будет макс - мин + 1.

то есть 10 - 5 + 1 = 6

Случайное число будет генерировать число от 0 до 5 .

т.е. 0, 1, 2, 3, 4, 5

Добавление минимального значения к случайному числу даст:

5, 6, 7, 8, 9, 10

Отсюда получаем желаемый диапазон.

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

Сгенерируйте случайное число для разницы min и max, используя метод nextint (n), а затем добавьте min число к результату:

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

Я использую это:

 /**
   * @param min - The minimum.
   * @param max - The maximum.
   * @return A random double between these numbers (inclusive the minimum and maximum).
   */
 public static double getRandom(double min, double max) {
   return (Math.random() * (max + 1 - min)) + min;
 }

Вы можете привести его к Integer, если хотите.

Начиная с Java 7, вы больше не должны использовать Random. Для большинства случаев выбор генератора случайных чисел теперь ThreadLocalRandom.

Для пулов вилки и параллельных потоков используйте SplittableRandom.

Джошуа Блох. Эффективная Java. Третье издание.

Начиная с Java 8

Для пулов объединений и параллельных потоков использование SplittableRandom, как правило, более быстрое, обладает лучшей статистической независимостью и свойствами однородности по сравнению с Random.

Для генерации случайного числа intв диапазоне[0, 1_000]:

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

Для генерации случайного int[100]массива значений в диапазоне[0, 1_000]:

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

Чтобы вернуть поток случайных значений:

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

Просто используйте класс Random :

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

Эти методы могут быть удобны в использовании:

Этот метод возвратит случайное число между предоставленным минимальным и максимальным значением:

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;
    }
}

и этот метод возвратит случайное число из предоставленного минимального и максимального значения (поэтому сгенерированное число также может быть минимальным или максимальным числом):

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

    return randomNumber;
}

В случае броска кубика это будет случайное число от 1 до 6 (не от 0 до 6), поэтому:

face = 1 + randomNumbers.nextInt(6);

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

Или взгляните на RandomUtils от Apache Commons .

Вот полезный класс для генерации случайных intsзначений в диапазоне с любой комбинацией включающих / исключающих границ:

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;
    }
}

Чтобы сгенерировать случайное число «между двумя числами», используйте следующий код:

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

Это дает вам случайное число от 1 (включительно) до 11 (исключение), поэтому инициализируйте значение upperBound, добавив 1. Например, если вы хотите сгенерировать случайное число от 1 до 10, инициализируйте число upperBound с 11 вместо 10.

Вы можете достичь этого кратко в Java 8:

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);

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);
}

Другой вариант - просто использовать 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);
    // ...
 }

Я нашел этот пример Генерация случайных чисел :

Этот пример генерирует случайные целые числа в определенном диапазоне.

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);
  }
} 

Пример запуска этого класса:

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.

Лучше использовать SecureRandom , чем просто 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;
}

Вот простой пример, который показывает, как генерировать случайное число из закрытого [min, max]диапазона, в то время какmin <= max is true

Вы можете использовать его как поле в классе отверстий, также имея все Random.classметоды в одном месте

Пример результатов:

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

Источники:

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;
    }
}

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

Это работает нормально.