Java随机数的几种有趣用法
众所周知,随机数是任何一种编程语言最基本的特征之一。而生成随机数的基本方式也是相同的:产生一个0到1之间的随机数。看似简单,但有时我们也会忽略了一些有趣的功能。
我们从书本上学到什么?
最明显的,也是直观的方式,在Java中生成随机数只要简单的调用:
java.lang.Math.random()
在所有其他语言中,生成随机数就像是使用Math工具类,如abs, pow, floor, sqrt和其他数学函数。大多数人通过书籍、教程和课程来了解这个类。一个简单的例子:从0.0到1.0之间可以生成一个双精度浮点数。那么通过上面的信息,开发人员要产生0.0和10.0之间的双精度浮点数会这样来写:
Math.random() * 10
而产生0和10之间的整数,则会写成:
Math.round(Math.random() * 10)
进 阶
通过阅读Math.random()的源码,或者干脆利用IDE的自动完成功能,开发人员可以很容易发现,java.lang.Math.random()使用一个内部的随机生成对象 – 一个很强大的对象可以灵活的随机产生:布尔值、所有数字类型,甚至是高斯分布。例如:
new java.util.Random().nextInt(10)
它有一个缺点,就是它是一个对象。它的方法必须是通过一个实例来调用,这意味着必须先调用它的构造函数。如果在内存充足的情况下,像上面的表达式是可以接受的;但内存不足时,就会带来问题。
一个简单的解决方案,可以避免每次需要生成一个随机数时创建一个新实例,那就是使用一个静态类。猜你可能想到了java.lang.Math,很好,我们就是改良java.lang.Math的初始化。虽然这个工程量低,但你也要做一些简单的单元测试来确保其不会出错。
假设程序需要生成一个随机数来存储,问题就又来了。比如有时需要操作或保护种子(seed),一个内部数用来存储状态和计算下一个随机数。在这些特殊情况下,共用随机生成对象是不合适的。
并 发
在Java EE多线程应用程序的环境中,随机生成实例对象仍然可以被存储在类或其他实现类,作为一个静态属性。幸运的是,java.util.Random是线程安全的,所以不存在多个线程调用会破坏种子(seed)的风险。
另一个值得考虑的是多线程java.lang.ThreadLocal的实例。偷懒的做法是通过Java本身API实现单一实例,当然你也可以确保每一个线程都有自己的一个实例对象。
虽然Java没有提供一个很好的方法来管理java.util.Random的单一实例。但是,期待已久的Java 7提供了一种新的方式来产生随机数:
java.util.concurrent.ThreadLocalRandom.current().nextInt(10)
这个新的API综合了其他两种方法的优点:单一实例/静态访问,就像Math.random()一样灵活。ThreadLocalRandom也比其他任何处理高并发的方法要更快。
经验
Chris Marasti-Georg 指出:
Math.round(Math.random() * 10)
使分布不平衡,例如:0.0 – 0.499999将四舍五入为0,而0.5至1.499999将四舍五入为1。那么如何使用旧式语法来实现正确的均衡分布,如下:
Math.floor(Math.random() * 11)
幸运的是,如果我们使用java.util.Random或java.util.concurrent.ThreadLocalRandom就不用担心上述问题了。
Java实战项目里面介绍了一些不正确使用java.util.Random API的危害。这个教训告诉我们不要使用:
Math.abs(rnd.nextInt())%n
而使用:
rnd.nextInt(n)
推荐阅读
-
4个理由告诉你Java为何排行第一
本文由码农网 –单劼原创翻译,转载请看清文末的转载要求,欢迎参与我们的付费投稿计划!Java已经有20年的历史了,甚...
-
写给精明Java开发者的测试技巧
我们都会为我们的代码编写测试,不是吗?毫无疑问,我知道这个问题的答案可能会从“当然,但你知道怎样才能避免写测试吗?”到“必须...
-
Java 微服务框架 Redkale 入门介绍
Redkale功能Redkale虽然只有1.xM大小,但是麻雀虽小五脏俱全。既可作为服务器使用,也可当工具包使用。作为独立的工...
-
Java内存管理原理及内存区域详解
一、概述Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干不同的数据区域,这些区域都有各自的用途以及创建和销毁...
-
2015年Java开发岗位面试题归类
下面是我自己收集整理的Java岗位今天面经遇到的面试题,可以用它来好好准备面试。一、Java基础1.String...
-
Java 虚拟机类加载机制和字节码执行引擎
引言我们知道java代码编译后生成的是字节码,那虚拟机是如何加载这些class字节码文件的呢?加载之后又是如何进行方法调用的呢?...
-
Java常量池理解与总结
一.相关概念什么是常量用final修饰的成员变量表示常量,值一旦给定就无法改变!final修饰的变量有三种:静态...
-
Java 实现线程死锁
概述春节的时候去面试了一家公司,笔试题里面有一道是使用简单的代码实现线程的‘死锁’,当时没有想到这道题考的是Sync...
-
Java:过去、未来的互联网编程之王
Java对你而言是什么?一门你大学里学过的语言?一个IT行业的通用语言?你相信Java已经为下一次互联网爆炸做好了准备么?Java...
-
20个高级Java面试题汇总
本文由码农网 –小峰原创翻译,转载请看清文末的转载要求,欢迎参与我们的付费投稿计划!这是一个高级Java面试系列题中...
