Java Random類基礎知識

一、Random類概述

Random類是Java的一個標準類，用於生成偽隨機數序列。它可以產生以任意形式分布的隨機數，並且可以生成不同的種子用於控制隨機數的發生器。在Java中，可以使用Random類快速生成隨機數。

二、Random類的構造方法

Random類提供了兩個構造函數：

public Random()
public Random(long seed)

第一種構造方法創建的Random對象使用當前時間作為隨機數生成器的種子。第二種構造方法創建的Random對象使用給定的種子生成隨機數序列，提供相同種子的Random對象將產生相同的隨機數序列。

三、使用Random類生成隨機數

Random類提供了兩個主要方法用於生成隨機數：

public int nextInt()
public double nextDouble()

nextInt()方法返回一個隨機的整數值，生成的整數覆蓋了int類型的取值範圍。nextDouble()方法返回的是一個0.0到1.0之間的隨機小數。

如果我們想要生成一個指定範圍內的隨機整數，可以使用Random類提供的nextInt(int n)方法，其中n為上限（不包括n），例如生成0到100之間的隨機整數：

Random random = new Random();
int num = random.nextInt(100);

四、使用Random類生成隨機字元串

我們可以利用Random類隨機生成字元串。

生成一個長度為n的隨機字元串的思路：

1. 定義一個字元數組可以存放所有可能的字元，如大小寫字母和數字；

2. 生成指定長度的隨機數，通過字元數組下標隨機取得字元拼接成字元串。

public static String getRandomString(int length){
    String str="abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
    Random random=new Random();
    StringBuilder sb=new StringBuilder();
    for(int i=0;i<length;i++){
        int number=random.nextInt(str.length());
        sb.append(str.charAt(number));
    }
    return sb.toString();
}

五、使用Random類生成隨機顏色

我們可以利用Random類隨機生成顏色。生成RGB顏色：

public static Color getRandomColor(){
   Random random = new Random();
   int r = random.nextInt(256);
   int g = random.nextInt(256);
   int b = random.nextInt(256);
   Color color = new Color(r, g, b);
   return color;
}

生成指定範圍內隨機顏色：

public static Color getRandomColor(int fc, int bc){
    Random random = new Random();
    if(fc > 255)
        fc = 255;
    if(bc > 255)
        bc = 255;
    int r = fc + random.nextInt(bc - fc);
    int g = fc + random.nextInt(bc - fc);
    int b = fc + random.nextInt(bc - fc);
    return new Color(r, g, b);
}

六、使用Random類模擬撲克牌洗牌

我們可以使用Random類模擬撲克牌的洗牌。將所有撲克牌放入一個數組中，然後使用Random類生成一個0到53之間的隨機整數，將這張牌與第i張牌進行交換。

public static void shuffle(int[] cards){
    Random random = new Random();
    for(int i = cards.length - 1; i >= 0; i--){
        int j = random.nextInt(i+1);
        int temp = cards[i];
        cards[i] = cards[j];
        cards[j] = temp;
    }
}

結語

Random類是Java中常用類之一，使用它能夠快速生成隨機數，適用於在遊戲、密碼生成、學術研究、數學模擬等方面。雖然隨機數是無序的，但是在使用Random類時，必須確保隨機數的生成符合實際需要，否則會造成不可預料的後果，例如數據不準確、密碼破解等問題。