用Java生成N个不重复的随机数，3种实例

青旅半醒 2023-10-12 12:48 28阅读 0赞

## 1、Random类和Set集合来完成 ##

> Java实现生成n个不重复的随机数可以使用Java中的Random类和Set集合来完成

*具体代码如下：*

import java.util.HashSet;
    import java.util.Random;
    import java.util.Set;
    
    public class RandomNumberGenerator {
        
    
        public static Set<Integer> generateRandomNumbers(int n, int max) {
        
            if (n > max) {
        
                throw new IllegalArgumentException("n must be less than or equal to max");
            }
    
            Set<Integer> set = new HashSet<>();
            Random random = new Random();
    
            while (set.size() < n) {
        
                int num = random.nextInt(max) + 1;
                set.add(num);
            }
    
            return set;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Set<Integer> set = generateRandomNumbers(5, 100);
            System.out.println(set);
        }
    }

上述代码中，使用了一个while循环来生成n个不重复的随机数。在每次循环中，先生成一个范围在1到max之间的随机整数，然后将其加入Set集合中，由于Set集合不允许元素重复，所以会自动去重，直到包含n个元素为止。最后返回生成的随机数集合。

在main方法中，我们调用generateRandomNumbers方法来生成5个不重复的1到100之间的随机数，并使用System.out.println打印出来，输出结果类似于\[4, 27, 52, 76, 97\]

## 2、使用数组来存储生成的随机数 ##

> 每次生成随机数之前判断数组中是否已经存在该数，如果存在就继续生成下一个随机数，直到生成了n个不重复的数为止

*实现代码如下：*

import java.util.Arrays;
    import java.util.Random;
    
    public class RandomNumberGenerator {
        
    
        public static int[] generateRandomNumbers(int n, int max) {
        
            if (n > max) {
        
                throw new IllegalArgumentException("n must be less than or equal to max");
            }
    
            int[] arr = new int[n];
            Random random = new Random();
    
            for (int i = 0; i < n; i++) {
        
                int num;
                do {
        
                    num = random.nextInt(max) + 1;
                } while (contains(arr, num));
                arr[i] = num;
            }
    
            return arr;
        }
    
        private static boolean contains(int[] arr, int num) {
        
            for (int i : arr) {
        
                if (i == num) {
        
                    return true;
                }
            }
            return false;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            int[] arr = generateRandomNumbers(5, 100);
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
    }

上述代码中，使用了一个for循环来生成n个不重复的随机数。在每次循环中，先生成一个范围在1到max之间的随机整数，然后调用contains方法来判断该数是否已经存在于数组中，如果不存在则加入数组。

在main方法中，我们调用generateRandomNumbers方法来生成5个不重复的1到100之间的随机数，并使用Arrays.toString打印出来，输出结果类似于\[4, 27, 52, 76, 97\]。

## 3、使用Fisher-Yates洗牌算法（也称为Knuth洗牌算法） ##

> 除了使用Random类和Set集合或数组来生成n个不重复的随机数，还可以使用Fisher-Yates洗牌算法（也称为Knuth洗牌算法）来实现。该算法的思路是：从原始数组中随机选择一个元素，将其与数组的第一个元素交换位置，然后从剩余的n-1个元素中随机选择一个元素，将其与数组的第二个元素交换位置，以此类推，直到遍历完所有的n个元素为止。

*具体实现代码如下：*

import java.util.Arrays;
    import java.util.Random;
    
    public class RandomNumberGenerator {
        
    
        public static int[] generateRandomNumbers(int n, int max) {
        
            if (n > max) {
        
                throw new IllegalArgumentException("n must be less than or equal to max");
            }
    
            int[] arr = new int[max];
            for (int i = 0; i < max; i++) {
        
                arr[i] = i + 1;
            }
    
            Random random = new Random();
            for (int i = max - 1; i >= max - n; i--) {
        
                int index = random.nextInt(i + 1);
                int temp = arr[index];
                arr[index] = arr[i];
                arr[i] = temp;
            }
    
            return Arrays.copyOfRange(arr, max - n, max);
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            int[] arr = generateRandomNumbers(5, 100);
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
    }

上述代码中，首先创建一个包含1到max的整数数组arr，然后使用Fisher-Yates洗牌算法来随机打乱数组中的元素，最后返回数组中的后n个元素。

在main方法中，我们调用generateRandomNumbers方法来生成5个不重复的1到100之间的随机数，并使用Arrays.toString打印出来，输出结果类似于\[4, 27, 52, 76, 97\]。