Collection工具类与Random函数（Java）

我不是女神ヾ 2023-07-02 12:23 6阅读 0赞

## Collection工具类 ##

**Collection工具类为操作List集合提供了几个有用的方法：**  
reverse（）、shuffle（）、sort（）、swap（）、rotate()。

小例子： 使用shuffle（），方法模拟洗牌操作，并输出。c简单的斗地主洗牌发牌的程序：

import java.util.Arrays;
    import java.util.Random;
    
    public class PokerGame { 
        //1.创建数组，用以存储扑克牌
        static String[] pokers = new String[54];    
        public static void main(String[] args) {         
            //2.创建牌 所有的牌赋值到array数组中
            pokers = newPoker();
            //3.洗牌 这里的实参pokers是经过创建牌之后新生成的pokers
            String[] pokers2 = upsetPoker(pokers);
            //4.发牌　　　 
            sendPoker(pokers2);
    }
        //创建牌的方法
        public static String[] newPoker() { 
            //1.定义花色数组
            String[] colors = { "红桃","黑桃","梅花","方片"};
            //2.定义牌面数组
            String[] numbers = { "A","2","3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K"};
            //3.定义王
            String[] kings = { "大王","小王"};
            //4.使用循环将牌存储到pokers数组
            int index = 0;
            for(int i = 0 ; i < numbers.length ; i ++) { 
                for(int j = 0 ; j < colors.length ; j ++) { 
                    pokers[index ++] = colors[j] + numbers[i];
                }
            }
            //5.大小王拷贝入pokers数组
            System.arraycopy(kings, 0, pokers, index, 2);
            //6.输出牌
            System.out.println("现有一副扑克牌" + Arrays.toString(pokers) + "\n");  
            return pokers;
        }   
        //洗牌的方法
        public static String[] upsetPoker(String[] array) { 
            //1.定义新的数组，用以存储洗好的牌
            String[] newpokers = new String[pokers.length];
            //2.定义数组，用以标识被随机取出的牌
            boolean[] mark = new boolean[pokers.length];        
            //3.洗牌
            for(int i = 0 ; i < pokers.length ; i ++) { 
                //a.创建随机数
                Random rd = new Random();
                //b.获取随机数的下标
                int index = rd.nextInt(pokers.length);
                //c.判断标识
                if(mark[index] == false) { 
                    //d.将未洗过的牌存储入newpokers
                    newpokers[i] = pokers[index];
                    //e.修改标识，被洗过的牌标记为true
                }else { 
                    i --; //该次取随机数取到的是洗过的牌，则重新再取一次
                }
            }      
            //newpokers内的牌拷贝到数组pokers
            pokers = Arrays.copyOf(newpokers, newpokers.length);
            System.out.println("洗过的牌：" + Arrays.toString(newpokers)+"\n");
            return newpokers;
        }    
        //发牌的方法
        public static void sendPoker(String[] array) { 
            //1.定义玩家及底牌数组
            String[] one = new String[0];
            String[] two = new String[0];
            String[] three = new String[0];
            String[] underpoker = new String[3];
            
            //2.循环进行发牌
            for(int i = 0 ; i < pokers.length-3 ; i++) { 
                if(i % 3 == 0) { 
                    one = Arrays.copyOf(one, one.length+1);
                    one[one.length-1] = pokers[i];
                }else if(i % 3 == 1) { 
                    two = Arrays.copyOf(two, two.length+1);
                    two[two.length-1] = pokers[i];
                }else if(i % 3 == 2) { 
                    three = Arrays.copyOf(three, three.length+1);
                    three[three.length-1] = pokers[i];
                }
            }   
            System.arraycopy(pokers, pokers.length-3, underpoker, 0, 3);       
            System.out.println("玩家1:" + Arrays.toString(one));
            System.out.println("玩家2:" + Arrays.toString(two));
            System.out.println("玩家3:" + Arrays.toString(three));
            System.out.println("底牌:" + Arrays.toString(underpoker));
        }
    }

## JAVA中的Random()函数 ##

#### Java中存在着两种Random函数： ####

**一、java.lang.Math.Random;**

调用这个Math.Random()函数能够返回带正号的double值，该值大于等于0.0且小于1.0，即取值范围是\[0.0,1.0)的左闭右开区间，返回值是一个伪随机选择的数，在该范围内（近似）均匀分布。  
案例：

package IO;
    import java.util.Random;
    
    public class TestRandom {    
        public static void main(String[] args) { 
            // 案例1
            System.out.println("Math.random()=" + Math.random());// 结果是个double类型的值，区间为[0.0,1.0）
            int num = (int) (Math.random() * 3); // 注意不要写成(int)Math.random()*3，这个结果为0，因为先执行了强制转换
            System.out.println("num=" + num);
            /** * 输出结果为： * * Math.random()=0.02909671613289655 * num=0 * */　　}}

**二、java.util.Random**

下面Random()的两种构造方法：  
Random()：创建一个新的随机数生成器。  
Random(long seed)：使用单个 long 种子创建一个新的随机数生成器。  
我们可以在构造Random对象的时候指定种子（这里指定种子有何作用，请接着往下看），如：Random r1 = new Random(9);  
或者默认当前系统时间的毫秒数作为种子数:Random r1 = new Random();  
需要说明的是：你在创建一个Random对象的时候可以给定任意一个合法的种子数，种子数只是随机算法的起源数字，和生成的随机数的区间没有任何关系。  
new Random(9);初始化时9并没有起直接作用（注意：不是没有起作用）,rand.nextInt(100);中的100是随机数的上限,产生的随机数为0-100的整数,不包括100。

**具体用法如下例：**

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Random;
    public class TestRandom { 
        public static void main(String[] args) { 
            // 案例2
            // 对于种子相同的Random对象，生成的随机数序列是一样的。
            Random ran1 = new Random(10);
            System.out.println("使用种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列: ");
            for (int i = 0; i < 10; i++) { 
                System.out.print(ran1.nextInt(10) + " ");
            }
            System.out.println();
            Random ran2 = new Random(10);
            System.out.println("使用另一个种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列: ");
            for (int i = 0; i < 10; i++) { 
                System.out.print(ran2.nextInt(10) + " ");
            }
            /** * 输出结果为： * * 使用种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列: * 3 0 3 0 6 6 7 8 1 4 * 使用另一个种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列: * 3 0 3 0 6 6 7 8 1 4 */
            // 案例3
            // 在没带参数构造函数生成的Random对象的种子缺省是当前系统时间的毫秒数。
            Random r3 = new Random();
            System.out.println();
            System.out.println("使用种子缺省是当前系统时间的毫秒数的Random对象生成[0,10)内随机整数序列");
            for (int i = 0; i < 10; i++) { 
                System.out.print(r3.nextInt(10)+" ");
            }
            /* 输出结果为： * 使用种子缺省是当前系统时间的毫秒数的Random对象生成[0,10)内随机整数序列 * 1 1 0 4 4 2 3 8 8 4 */
            // 另外，直接使用Random无法避免生成重复的数字，如果需要生成不重复的随机数序列，需要借助数组和集合类
            ArrayList list=new TestRandom().getDiffNO(10);
            System.out.println();
            System.out.println("产生的n个不同的随机数："+list);
        }
        /* 生成n个不同的随机数，且随机数区间为[0,10) * @param n * @return */
        public ArrayList getDiffNO(int n){ 
            // 生成 [0-n) 个不重复的随机数
            // list 用来保存这些随机数
            ArrayList list = new ArrayList();
            Random rand = new Random();
            boolean[] bool = new boolean[n];
            int num = 0;
            for (int i = 0; i < n; i++) { 
                do { 
                    // 如果产生的数相同继续循环
                    num = rand.nextInt(n);
                } while (bool[num]);
                bool[num] = true;
                list.add(num);
            }
            return list;
        }
    }

**下面是Java.util.Random()方法摘要：**

1.protected int next(int bits)：生成下一个伪随机数。  
2.boolean nextBoolean()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的boolean值。  
3.void nextBytes(byte\[\] bytes)：生成随机字节并将其置于用户提供的 byte 数组中。  
4.double nextDouble()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在0.0和1.0之间均匀分布的 double值。  
5.float nextFloat()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在0.0和1.0之间均匀分布float值。  
6.double nextGaussian()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、呈高斯（“正态”）分布的double值，其平均值是0.0标准差是1.0。  
7.int nextInt()：返回下一个伪随机数，它是此随机数生成器的序列中均匀分布的 int 值。  
8.int nextInt(int n)：返回一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在（包括和指定值（不包括）之间均匀分布的int值。  
9.long nextLong()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的 long 值。  
10.void setSeed(long seed)：使用单个 long 种子设置此随机数生成器的种子。

**下面给几个例子：**  
生成\[0,1.0)区间的小数：double d1 = r.nextDouble();  
生成\[0,5.0)区间的小数：double d2 = r.nextDouble() \* 5;  
生成\[1,2.5)区间的小数：double d3 = r.nextDouble() \* 1.5 + 1;  
生成-231到231-1之间的整数：int n = r.nextInt();  
生成\[0,10)区间的整数：  
　　int n2 = r.nextInt(10);//方法一  
　　n2 = Math.abs(r.nextInt() % 10);//方法二