Java如何生成随机数？要不要了解一下！

前言

我们在学习 Java 基础时就知道可以生成随机数，可以为我们枯燥的学习增加那么一丢丢的乐趣。本文就来介绍 Java 随机数。

一、Random类介绍

在 Java 中使用 Random 工具类来生成随机数，该类在 java.util 包下，在 JDK1.0 版本就存在了。Random 单词本身就是随机、随意、任意的意思。Random 是一个普通类，所以在使用时需要创建 Random 对象，在调用其提供的方法。

public class Random implements java.io.Serializable {}

Random 类提供了诸多方法，如下图：

二、Random类生成随机数

1.生成随机数

在 Java 中，可以使用 java.util.Random 类来生成随机数。 Random 类提供了多个方法来生成不同种类的随机数，例如 nextInt()、nextDouble() 等。

我们这里演示如何生成一个介于0到9之间的随机整数：

import java.util.Random;

public class RandomTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Random实例
        Random random = new Random();
        // 生成0到9之间的随机数
        int randomNum = random.nextInt(10);
        System.out.println(randomNum);
    }
}

在上面的示例代码中，首先创建了一个 Random 对象，然后使用 nextInt() 方法生成一个介于0到9之间的随机整数，并将结果打印到控制台上。

2.nextInt()方法

nextInt(int bound) 方法是 Random 类的一个实例方法，它用于生成一个介于0（包括0）和指定值（不包括该值）之间的随机整数。

我们之前使用 nextInt(int bound) 方法生成 0-9 之间的随机数：

Random random = new Random();
int randomNum = random.nextInt(10);
System.out.println(randomNum);

代码中使用 Random 类的默认构造函数创建一个随机数生成器对象，然后调用 nextInt(int bound) 方法生成介于 0（包括 0）和 10（不包括 10）之间的随机整数（多次提及且加粗），最后将结果存储到 randomNum 变量中并打印到控制台上。

这个方法的实现原理是根据随机数生成器的内部状态生成随机数。如果指定的 bound 参数是正数，则生成的随机数即为 0 到 bound 之间的某个整数。如果 bound 是负数或者 0，则会抛出 IllegalArgumentException 异常。需要注意的是，生成的随机数是伪随机数，其实际上是一个确定性的函数，但是它的表现看上去是随机的。

对于 Random.nextInt(int bound) 方法，需要特别注意 bound 参数的取值范围。如果生成的随机数不是 0 到 bound 之间，那么就可能会对一些应用产生负面影响，比如在密码学应用中可能会导致漏洞。因此，在使用该方法时，需要仔细检查 bound 参数的取值范围，并对其进行适当的限制。

那么除了 nextInt() 方法，还有 nextLong()、nextBoolean()、nextFloat()、nextDouble() 等。

三、使用场景

Java 随机数生成器可以在很多场景下使用，比如在游戏开发中，可以随机生成怪物、地图、道具等；如果涉及密码，可以在加密过程中需要生成随机数，如在生成密钥的时候生成长度随机的盐值；也可以进行测试和演练：可以使用随机数生成器来生产测试数据、观测数据等等；

总之，随机数的使用非常广泛，任何需要模拟随机的场景都可以使用 Java 提供的随机数生成器生成随机数。

我们大都有选择困难症，比如不知道午饭吃什么？很头疼！那就让上天来决定吧！我们使用 Java 随机数来随意抽取或是决定午饭。

import java.util.Random;

public class RandomLunch {
    public static void main(String[] args) {
        String[] foods = {"汉堡", "炸鸡", "披萨", "烤肉", "牛肉面", "米线", "酸菜鱼", "煲仔饭", "火锅", "小笼包"}; //可以选择的午餐品种
        Random random = new Random();
        int index = random.nextInt(foods.length); // 生成0到可选菜品数量之间的一个随机整数
        String lunch = foods[index]; // 根据随机数选定菜品
        System.out.println("午饭吃" + lunch);
    }
}

上面的代码中，首先定义了一个数组中，存储了可以选择的午餐品种。然后使用 java.util.Random 类创建一个随机数生成器对象，使用 nextInt(int bound) 方法生成一个介于 0 和可选菜品数量之间的随机数。最后，使用这个随机数从菜品数组中选择一个菜品，将其存储到字符串变量 lunch 中，并输出午餐的选择结果。

在实际开发中，可以将类似的代码集成到提供菜品选择功能的系统中，方便办公室的小伙伴们快速决定午餐。

四、官方提示

java.util.Random 的实例是线程安全的。但是，跨线程并发使用同一个 java.util.Random 实例可能会遇到争用，从而导致性能下降。考虑在多线程设计中使用 java.util.concurrent.ThreadLocalRandom。

java.util.Random 的实例不是加密安全的。请考虑使用 java.security.SecureRandom 来获得加密安全的伪随机数生成器，以供对安全性敏感的应用程序使用。

总结

Java 随机数的使用场景还是很多的，所以我们要对其进行掌握，本文对 Java 生成随机数的类 Random 进行了简单介绍，如果想深入了解，要查看其源码，去实操，去探究。

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