java19随机数_Java⽣成随机数的N种⽅法
1.引⾔
本⽂将探讨⽤ Java ⽣成随机数的不同⽅法。
2.Java API
Java API 提供了⼏种随机数⽣成⽅法。让我们⼀起来了解⼀下。
2.1.java.lang.Math
Math 类中的 random ⽅法返回⼀个 [0.0, 1.0) 区间的 double 值。下⾯这段代码能得到⼀个 min 和 max 之间的随机数：
int randomWithMathRandom = (int) ((Math.random() * (max - min)) + min);
2.2.java.util.Random
Java 1.7 之前，最流⾏的随机数⽣成⽅法是 nextInt。这个⽅法提供了带参数和⽆参数两个版本。不带参数调⽤时，nextInt 会以近似相等概率返回任意 int 值，因此很可能会得到负数：
Random random = new Random();
int randomWithNextInt = Int();
如果调⽤ netxInt 时带上 bound 参数，将得到预期区间内的随机数：
int randomWintNextIntWithinARange = Int(max - min) + min;
上⾯的代码段能得到⼀个 [0, bound) 范围内的随机数。因此 bound 参数必须⼤于0。否则会抛出 java.lang.IllegalArgumentException 异常。
Java 8 引⼊了新的 ints ⽅法，返回⼀个java.util.stream.IntStream，让我们看看如何使⽤。
不带参数的 ints⽅法将返回⼀个⽆限 int 流：
IntStream unlimitedIntStream = random.ints();
调⽤时还可以指定参数来限制流⼤⼩：
IntStream limitedIntStream = random.ints(streamSize);
当然，也可以为⽣成数值设置最⼤值和最⼩值：
IntStream limitedIntStreamWithinARange = random.ints(streamSize, min, max);
2.3.urrent.ThreadLocalRandom
Java 1.7 中ThreadLocalRandom类提供了⼀种新的更⾼效的随机数⽣成⽅法。与 Random 类相⽐有三个重要区别：
⽆需显式初始化 ThreadLocalRandom 实例。这样可以避免创建⼤量⽆⽤的实例，浪费垃圾收集器回收时间。
不能为 ThreadLocalRandom 设置随机种⼦(seed)，这可能会导致问题。如果需要设置随机种⼦，应该避免采⽤这种⽅式⽣成随机数。
Random 类在多线程时表现不佳。
下⾯让我们看看如何使⽤：
int randomWithThreadLocalRandomInARange = ThreadLocalRandom.current().nextInt(min, max);
Java 8 及更⾼版本提供了⼏种新⽅法。⾸先，nextInt ⽅法有两个变体：
int randomWithThreadLocalRandom = ThreadLocalRandom.current().nextInt();
int randomWithThreadLocalRandomFromZero = ThreadLocalRandom.current().nextInt(max);
其次，还可以使⽤ ints ⽅法：
IntStream streamWithThreadLocalRandom = ThreadLocalRandom.current().ints();
2.4.java.util.SplittableRandom
Java 8 还带来了⼀个快速随机数⽣成器SplittableRandom类。
正如 JavaDoc 中描述的那样，这是⼀个⽀持并⾏计算的随机数⽣成器。值得注意的是，这个实例⾮线程安全。使⽤该类时需要当⼼。
现在有了 nextInt 和 ints ⽅法。调⽤ nextInt 时，可以通过参数指定 top 和 bottom 范围：
SplittableRandom splittableRandom = new SplittableRandom();
int randomWithSplittableRandom = Int(min, max);
这样可以检查 max 参数是否⼤于 min。检查失败会收到⼀个到IllegalArgumentException。但是，这⾥不会进⾏正数或负数检查。因此，参数可以填写负数。也可以在调⽤时使⽤⼀个参数或者不使⽤参数。⼯作⽅式与之前描述的相同。
这⾥也提供了ints⽅法。这意味着可以轻松得到 int流。可以选择流数据个数有限或⽆限。对于有限流，可以为数字⽣成范围设置 top 和bottom：
IntStream limitedIntStreamWithinARangeWithSplittableRandom = splittableRandom.ints(streamSize, min, max);
2.5.java.security.SecureRandom
如果应⽤程序对安全敏感，则应考虑使⽤SecureRandom。这是⼀个强加密随机数⽣成器。实例默认构造函数不使⽤随机种⼦。因此，我们应该：
设置随机种⼦：随机种⼦不可预测
设置 java.util.secureRandomSeed 系统属性为 true。
该类继承⾃java.util.Random。现在，我们介绍了上⾯各种随机数⽣成⽅法。例如，如果需要获取任意 int 值，调⽤ nextInt 时可以不带参数：
SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
int randomWithSecureRandom = Int();
如果需要设置随机数⽣成范围，则可以在调⽤时带 bound 参数：
int randomWithSecureRandomWithinARange = Int(max - min) + min;
切记，如果参数⼩于零会抛出 IllegalArgumentException。
3.第三⽅ API
上⽂的介绍中，Java 提供了许多随机数⽣成类和⽅法。然⽽，也有很多第三⽅ API 可以⽣成随机数。
下⾯对其中的⼀些进⾏介绍。
apachemons.math3.random.RandomDataGenerator
Apache Commons 项⽬中 Commons 数学库提供了很多⽣成器。最简单，也可能最有⽤的是 RandomDataGenerator。它使⽤
Well19937c 算法⽣成随机数。我们也可以⾃⾏提供随机数算法。
让我们看看如何使⽤。⾸先，添加依赖项：
org.apachemons
commons-math3
3.6.1
最新版本的 commons-math3 可以在 Maven Central 中到。
然后开始使⽤：
RandomDataGenerator randomDataGenerator = new RandomDataGenerator();
int randomWithRandomDataGenerator = Int(min, max);
3.2.it.unimi.dsi.util.XoRoShiRo128PlusRandom
这是最快的随机数⽣成器之⼀。由⽶兰⼤学信息科学系开发。
也可以在 Maven Central 仓库中到。⾸先，添加依赖项：
nextint()方法
it.unimi.dsi
dsiutils
2.6.0
该⽣成器继承了 java.util.Random 类。但是，如果仔细看⼀下 JavaDoc，就会发现只有⼀种调⽤⽅法——通过 nextInt ⽣成随机数。最重要的是，该⽅法只提供⽆参和单个参数两种版本。其他任何调⽤都将直接调⽤ java.util.Random ⽅法。
例如，如果想得到某个范围内的随机数，可以这样写：
XoRoShiRo128PlusRandom xoroRandom = new XoRoShiRo128PlusRandom();
int randomWithXoRoShiRo128PlusRandom = Int(max - min) + min;
4.总结
⽣成随机数有很多办法，但没有最佳⽅法。因此，应当根据需求选择最合适的⽅法。
本⽂的完整⽰例可以在  GitHub  上下载。
github/eugenp/tutorials/tree/master/java-numbers-3

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