Класс Random. Генерирование случайных чисел. Конструкторы класса. Список методов. Методы получения одиночных случайных чисел

---

Содержание

• 1. Класс Random. Общие сведения. Конструкторы класса
• 2. Базовые методы класса Random. Список
• 3. Метод setSeed(int). Установить начальное значение
• 4. Метод nextBoolean(). Получить случайное значение типа boolean
• 5. Метод nextDouble(). Получить случайное число типа double. Формирование чисел в заданных пределах
• 6. Метод nextFloat(). Получить случайное число типа float
• 7. Метод nextGaussian(). Получить псевдослучайное значение на основе распределения Гаусса
• 8. Метод nextInt(). Получить случайное число типа int. Получить целое число в заданных пределах
• 9. Метод nextLong(). Получить случайное число типа long
• Связанные темы

---

Поиск на других ресурсах:

1. Класс Random. Общие сведения. Конструкторы класса

Класс Random используется для создания случайных чисел. Для использования возможностей (методов) класса Random в начале приложения нужно подключить модуль java.util.Random следующим образом

import java.util.Random;

Конструкторы класса создают новый генератор случайных чисел. Для создания генератора используются следующие основные конструкторы

Random()
Random(int seed)

здесь

• seed – начальное число, в отношении которого генерируется последовательность случайных чисел. Это число поддерживается методом next(), генерирующим псевдослучайное число (pseudorandom number).

Создание экземпляров класса Random, которые будут генерировать последовательности случайных чисел с помощью вышеперечисленных конструкторов может быть примерно таким

Random rnd1 = new Random(122);
Random rnd2 = new Random();

здесь

• r1, r2 – экземпляры, которые будут генерировать последовательности случайных чисел;
• 122 – целое число, с которого начинается формирование следующих случайных чисел. Здесь можно задавать любое другое целое число (55, 101… и т.п.).

После создания экземпляра класса Random становятся доступны непосредственно методы, позволяющие получать последовательности случайных чисел.

  ⇑

2. Базовые методы класса Random. Список

Класс Random содержит ряд методов для генерирования случайных чисел:

• setSeed() – устанавливает исходное значение, которое используется в качестве основы для генерирования случайных чисел;
• doubles() – формирует данные типа double в виде потока случайных чисел;
• ints() – формирует данные типа int в виде потока случайных чисел;
• longs() – формирует поток данных типа long, содержащий случайные числа;
• nextBoolean() – возвращает случайное значение типа boolean;
• nextBytes() – возвращает массив случайных чисел типа byte[];
• nextDouble() – возвращает случайное число типа double;
• nextFloat() – возвращает случайное число типа float;
• nextGaussian() – возвращает псевдослучайное значение на основе распределения Гаусса;
• nextInt() – возвращает случайное число типа int;
• nextLong() – возвращает случайное число типа long.

  ⇑

3. Метод setSeed(int). Установить начальное значение

Метод setSeed() позволяет задавать исходное значение, на основе которого формируется последовательность случайных чисел. В последовательности каждое последующее число зависит от предыдущего. Согласно документации сигнатура метода setSeed() следующая

void setSeed(long seed);

здесь

• seed – начальное значение, на основе которого генерируется последовательность случайных чисел.

Создание экземпляра класса Random с помощью конструктора с параметром

Random rnd = new Random(seed);

эквивалентна строкам

Random rnd = new Random();
rnd.setSeed(seed);

здесь

• seed – некоторое целочисленное значение типа long.

 

Пример.

В примере создается поток данных, содержащих 10 случайных чисел типа double. Сначала начальное значение (seed) задается равным 122, затем оно переопределяется новым значением 150 с помощью метода setSeed().

import java.util.Iterator; // нужно для использования класса Iterator<>
import java.util.Random;   // нужно для использования класса Random
import java.util.stream.DoubleStream; // нужно для использования класса DoubleStream

public class MathFunctions {

  public static void main(String[] args) {

    // 1. Создать поток на основе ядра 122
    Random r1 = new Random(122); //

    // 2. Установить новое ядро - вызов метода setSeed()
    r1.setSeed(150);

    // 3. Получить поток из 10 чисел типа double
    DoubleStream ds1 = r1.doubles(10);

    // 4. Получить итератор на поток ds1
    Iterator<Double> it1 = ds1.iterator();

    // 5. Вывести в цикле 10 случайных чисел из потока ds1
    System.out.println("Stream ds1:");

    while (it1.hasNext()) {
      System.out.println(it1.next());
    }
  }
}

Результат

Stream ds1:
0.7436883394251182
0.16523214952520537
0.6551835693241186
0.46667154390807386
0.02763677886761373
0.7815907963879736
0.23597049719139052
0.3714539686578885
0.22142228403292508
0.5329685061913043

  ⇑

4. Метод nextBoolean(). Получить случайное значение типа boolean

Метод nextBoolean() позволяет получить случайное значение типа boolean. Согласно документации объявления метода в классе Random следующее

public boolean nextBoolean();

 

Пример.

import java.util.Random;

public class MathFunctions {

  public static void main(String[] args) {
    // 1. Создать поток на основе произвольного исходного значения
    Random r1 = new Random();

    // 2. Получить случайное значение типа boolean
    boolean b1 = r1.nextBoolean();

    System.out.println("b1 = " + b1);
  }
}

Результат

b1 = true

  ⇑

5. Метод nextDouble(). Получить случайное число типа double. Формирование чисел в заданных пределах

Метод nextDouble() возвращает случайное число типа double. Значение числа лежит в пределах [0.0; 1.0[ – значение 0.0 включительно, значение 1.0 исключительно. Согласно документации объявление метода следующее

public double nextDouble();

 

Пример.

В примере сначала формируется массив из 10 чисел типа double. Затем этот массив выводится на экран. Значение каждого числа типа double лежит в пределах [min; max) где min и max вводятся с клавиатуры.

import java.util.Random;   // нужно для использования класса Random
import java.util.Scanner;   // нужно для использования класса Scanner

public class MathFunctions {

  public static void main(String[] args) {
    // 1. Создать поток на основе произвольного исходного значения
    Random rnd = new Random();

    // 2. Создать массив из 10 элементов типа double
    double[] AD = new double[10];

    // 3. Задать с клавиатуры нижнюю и верхнюю границу случайных чисел
    double min, max;
    Scanner input = new Scanner(System.in);

    // 3.1. Ввести нижнюю границу
    System.out.print("min = ");
    min = input.nextDouble();

    // 3.2. Ввести верхнюю границу
    System.out.print("max = ");
    max = input.nextDouble();

    // 4. Заполнить массив AD случайными числами в пределах [min; max]
    double value;

    for (int i=0; i<AD.length; i++) {
      // Получить случайное число в пределах [0.0; 1.0)
      value = rnd.nextDouble();

      // Откорректировать пределы числа value как [min; max]
      AD[i] = min + value * (max - min);
    }

    // 5. Вывести массив AD
    System.out.println("\nAD:");

    for (int i=0; i<10; i++)
      System.out.println(AD[i]);
  }
}

Результат

min = 2.5
max = 3.8

AD:
2.8359371330191094
2.758080086113864
3.573990757948374
3.3258831628588483
3.4857770403575628
3.659913452046651
3.218060124836948
3.032705795552893
3.7447915830146092
2.791155939366058

  ⇑

6. Метод nextFloat(). Получить случайное число типа float

Метод nextFloat() возвращает случайное число типа float. Сигнатура метода следующая

float nextFloat();

Метод возвращает число, которое находится в диапазоне [0.0f; 1.0f).

Пример.

В примере формируется массив из 10 случайных чисел типа float. Числа лежат в диапазоне [-5; 5).

import java.util.Random;   // нужно для использования класса Random
import java.util.Scanner;   // нужно для использования класса Scanner

public class MathFunctions {

  public static void main(String[] args) {
    // 1. Создать поток на основе произвольного исходного значения
    Random rnd = new Random();

    // 2. Создать массив из 10 элементов типа float
    float[] AF = new float[10];

    // 3. Задать с клавиатуры нижний и верхний предел случайных чисел
    float min, max;
    Scanner input = new Scanner(System.in);

    // 3.1. Ввести нижнюю границу
    System.out.print("min = ");
    min = input.nextFloat();

    // 3.2. Ввести верхнюю границу
    System.out.print("max = ");
    max = input.nextFloat();

    // 4. Заполнить массив AF случайными числами в пределах [min; max]
    float value;

    for (int i=0; i<AF.length; i++) {
      // Получить случайное число в пределах [0.0; 1.0)
      value = rnd.nextFloat();

      // Откорректировать пределы числа value как [min; max]
      AF[i] = min + value * (max - min);
    }

    // 5. Вывести массив AF
    System.out.println("\nAF:");

    for (int i=0; i<10; i++)
      System.out.println(AF[i]);
  }
}

Результат

min = -5
max = 5

AF:
-0.4368925
-4.857518
-1.9285429
-1.3483305
-1.2607784
3.6692915
3.8821516
4.8362236
3.9554806
0.30514526

  ⇑

7. Метод nextGaussian(). Получить псевдослучайное значение на основе распределения Гаусса

Метод nextGaussian() возвращает значение типа double, полученное на основе распределения Гаусса со средним значением 0.0 и стандартным отклонением 1.0. Согласно документации объявления метода в классе Random следующее

public double nextGaussian();

 

Пример.

import java.util.Random;

public class MathFunctions {

  public static void main(String[] args) {
    // 1. Создать поток на основе произвольного исходного значения
    Random rnd = new Random();

    // 2. Создать массив AD из 10 элементов типа double
    //   в котором элементы получаются на основе распределения Гаусса
    double[] AD = new double[10];

    // 3. Заполнить массив AD случайными числами
    //    с использованием метода nextGaussian()
    for (int i=0; i<AD.length; i++)
      AD[i] = rnd.nextGaussian();

    // 4. Вывести массив AD на экран
    System.out.println("Array AD:");

    for (int i=0; i<AD.length; i++)
      System.out.println(AD[i]+" ");
  }
}

Результат

Array AD:
0.8462285437123548
1.1084379848996055
0.5552376880883958
-1.0787586788543444
0.9944069427425211
0.8645907102307332
-1.449023177851094
1.2567221522577043
-1.073685704004384
-0.8709705603926711

  ⇑

8. Метод nextInt(). Получить случайное число типа int. Получить целое число в заданных пределах

Метод nextInt() возвращает целое случайное число типа int. Число может быть как положительным, так и отрицательным. Согласно документации объявление метода следующее

public int nextInt();

 

Пример.

В примере с помощью метода nextInt() формируется массив случайных чисел. Каждое число имеет значение в пределах [min; max]. Для формирования числа выведена формула. В конце массив сформированных чисел выводится на экран. Для ввода цифр с клавиатуры используются средства класса Scanner.

import java.util.Random;   // нужно для использования класса Random
import java.util.Scanner;   // нужно для использования класса Scanner

public class MathFunctions {

  public static void main(String[] args) {
    // 1. Создать поток на основе произвольного исходного значения
    Random rnd = new Random();

    // 2. Создать массив из 10 элементов типа int
    int[] AI = new int[10];

    // 3. Задать с клавиатуры нижний и верхний предел случайных чисел
    int min, max;
    Scanner input = new Scanner(System.in);

    // 3.1. Ввести нижнюю границу
    System.out.print("min = ");
    min = input.nextInt();

    // 3.2. Ввести верхнюю границу
    System.out.print("max = ");
    max = input.nextInt();

    // 4. Заполнить массив AI случайными числами в пределах [min; max]
    for (int i=0; i<AI.length; i++)
      AI[i] = min + Math.abs(rnd.nextInt()) % (max - min + 1);

    // 5. Вывести массив
    System.out.println("\nAI:");

    for (int i=0; i<10; i++)
      System.out.println(AI[i]);
  }
}

Результат

min = 1
max = 10

AI:
7
10
5
5
8
2
1
4
9
5

  ⇑

9. Метод nextLong(). Получить случайное число типа long

Метод nextLong() возвращает случайное число типа long. Согласно документации Java объявление метода выглядит следующим образом

public long nextLong();

 

Пример.

import java.util.Random;

public class MathFunctions {

  public static void main(String[] args) {
    // 1. Создать поток на основе произвольного исходного значения
    Random rnd = new Random();

    // 2. Создать массив AL из 10 элементов типа long
    long[] AL = new long[10];

    // 3. Заполнить массив AL случайными числами
    //    с использованием метода nextLong()
    for (int i=0; i<AL.length; i++)
      AL[i] = rnd.nextLong();

    // 4. Вывести массив AL на экран
    System.out.println("Array AL:");

    for (int i=0; i<AL.length; i++)
      System.out.println(AL[i]+" ");
  }
}

Результат

Array AL:
7366919727266127728
-979699283376638676
5249017576319962809
-4343155317134154076
6027817083452027820
-2862223376222694775
1510496055653313188
5133621007379261861
5000401929540016138
5865861847345821978

  ⇑

---

Связанные темы

• Методы получения наборов случайных чисел. Методы doubles(), ints(), longs(), nextBytes()

  ⇑

---