java 在指定范围内取随机数不重复

原创

mob64ca12f6e9a0 2024-09-04 03:33:20 ©著作权

文章标签 随机数 java Java 文章分类 Java 后端开发

©著作权归作者所有：来自51CTO博客作者mob64ca12f6e9a0的原创作品，请联系作者获取转载授权，否则将追究法律责任

Java 中在指定范围内取随机数且不重复

随机数的生成在编程中是一个常见的需求，尤其是在游戏开发、抽奖应用以及数据模拟等场景中。对于 Java 开发者来说，如何在一个指定范围内生成不重复的随机数也是一个重要话题。本文将介绍如何在 Java 中实现这一功能，并附上相应的代码示例。

随机数生成的基本概念

随机数

随机数是指那些无法预知的数值，通常用于模拟随机事件。在 Java 中，java.util.Random 类是生成随机数的基本工具。你可以通过它生成不同类型的随机数，例如整数、浮点数以及布尔值等。

不重复的随机数

不重复的随机数则指在指定的范围内生成一个数值集合，确保每个数值只出现一次。这在某些应用场景如抽奖、洗牌等场景中尤为重要。

实现方法

使用集合

一种常用的实现方式是使用 Set 集合来存储生成的随机数。这样可以自动过滤重复的值，因为 Set 中的每个值都是唯一的。

步骤概述

初始化一个 Set。
使用 Random 类生成随机数。
将生成的随机数添加到 Set 中。
重复步骤 2 和 3，直到 Set 达到期望的大小。
将 Set 转换为数组或列表，以便后续处理。

示例代码

下面是一个使用 Java 实现指定范围内生成不重复随机数的完整代码示例。

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;
import java.util.Set;

public class UniqueRandomNumbers {

    public static void main(String[] args) {
        int min = 1;  // 最小值
        int max = 10; // 最大值
        int count = 5; // 需要生成的不重复随机数个数

        Set<Integer> uniqueNumbers = generateUniqueRandomNumbers(min, max, count);
        System.out.println(uniqueNumbers);
    }

    public static Set<Integer> generateUniqueRandomNumbers(int min, int max, int count) {
        Random random = new Random();
        Set<Integer> uniqueNumbers = new HashSet<>();

        // 如果要求的随机数个数大于数值范围，返回空集合
        if (count > (max - min + 1)) {
            System.out.println("Error: Cannot generate more unique numbers than the range.");
            return uniqueNumbers;
        }

        while (uniqueNumbers.size() < count) {
            int randomNumber = random.nextInt((max - min) + 1) + min; // 生成[min, max]范围内的随机数
            uniqueNumbers.add(randomNumber); // 添加到集合中，去重
        }
        
        return uniqueNumbers;
    }
}

代码解析

import java.util.HashSet; 和 import java.util.Random; 是必要的库，分别用于集合和随机数生成。
使用 HashSet 初始化 uniqueNumbers 集合来存储生成的随机数。
在 generateUniqueRandomNumbers 方法中，我们使用了一个 while 循环，直到集合的大小达到指定的个数 count。

上述代码可以生成自定义范围内的不重复随机数。你可以通过调整 min、max 和 count 的值，轻松生成不同范围和数量的随机数。

可能遇到的问题

范围不足：如果你请求的随机数个数超过了数值的总数，会导致无限循环。在实际逻辑中需要加以检查。不过在我们的代码中已经进行了判断，防止这种情况的发生。
性能问题：当请求的随机数个数接近范围的上限时，生成随机数的效率会降低。值得注意的是，随着集合的增长，查找和插入操作的时间复杂度因集合的大小而变得更加重要。