java隨機(jī)抽取指定范圍不重復(fù)的數(shù)字

更新時(shí)間：2016年06月02日 15:12:47 作者：Healtheon

這篇文章主要介紹了java隨機(jī)抽取指定范圍不重復(fù)的數(shù)字的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

本文給大家介紹如何在JAVA中實(shí)現(xiàn)隨機(jī)無(wú)重復(fù)數(shù)字的功能。如果您是初學(xué)者的話，有必要看一看這篇文章，因?yàn)檫@個(gè)功能一般會(huì)在面試中遇到。包括我本人在招聘人員的時(shí)候也喜歡拿這個(gè)問(wèn)題去問(wèn)別人，主要看一看考慮問(wèn)題的模式和基礎(chǔ)知識(shí)如何。

希望這篇文章能給初次接觸的朋友一些幫助，因?yàn)槲以佑|過(guò)一些朋友要么寫不出來(lái)，要么使用很平鋪的思維方式去實(shí)現(xiàn)它。
一般有點(diǎn)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的朋友都能實(shí)現(xiàn)這樣的功能，只不過(guò)是效率上的問(wèn)題。我們一般在面對(duì)這樣的問(wèn)題時(shí)，總會(huì)平鋪直序的聯(lián)想到，先生成一個(gè)數(shù)組，然后在一個(gè)循環(huán)中向數(shù)組中添加隨機(jī)數(shù)字，在添加數(shù)字的過(guò)程中先查找一下數(shù)組中是否存在這個(gè)數(shù)字，如果不存在這個(gè)數(shù)字就直接添加到數(shù)組中；如果存在這個(gè)數(shù)字就不添加。我們一般都是這樣考慮問(wèn)題的，這樣考慮也能實(shí)現(xiàn)功能，我剛才也說(shuō)了，只不過(guò)是效率上的問(wèn)題。

為了更好地理解這個(gè)題意，我們先來(lái)看下具體內(nèi)容：生成一個(gè)1-100的隨機(jī)數(shù)組，但數(shù)組中的數(shù)字不能重復(fù)，即位置是隨機(jī)的，但數(shù)組元素不能重復(fù)。

在這里呢，沒(méi)有給我們規(guī)定數(shù)組的長(zhǎng)度，我們可以讓它是1-100之間的任意長(zhǎng)度。
接下來(lái)讓我們看一下幾種實(shí)現(xiàn)方法并對(duì)這幾種方法作個(gè)對(duì)比。
通常我們會(huì)使用ArrayList或數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)，先來(lái)看下ArrayList實(shí)現(xiàn)過(guò)程，如下面代碼所示：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

/**
 * 使用ArrayList實(shí)現(xiàn)
 * @Description:

 * @File: Demo.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:16:55

 * @Version V1.0
 */
public class Demo {
  public static void main(String[] args) {
    Object[] values = new Object[20];
    Random random = new Random();
    ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

    for(int i = 0; i < values.length;i++){
      int number = random.nextInt(100) + 1;
      
      if(!list.contains(number)){
        list.add(number);
      }
    }
    
    values = list.toArray();
    
    // 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù)
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      System.out.print(values[i] + "\t");
      
      if(( i + 1 ) % 10 == 0){
        System.out.println("\n");
      }
    }
  }
}

使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)的過(guò)程如下所示代碼：

import java.util.Random;

/**
 * 使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)
 * @Description:

 * @File: Demo4.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:27:38

 * @Version V1.0
 */
public class Demo4 {
  public static void main(String[] args) {
    int[] values = new int[20];
    Random random = new Random();
    
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      int number = random.nextInt(100) + 1;
      
      for(int j = 0;j <= i;j++){
        if(number != values[j]){
          values[i]=number;
        }               
      }
    }
    
    // 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù)
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      System.out.print(values[i] + "\t");
      
      if(( i + 1 ) % 10 == 0){
        System.out.println("\n");
      }
    }
  }
}

上面這兩個(gè)實(shí)現(xiàn)過(guò)程效率比較低的。因?yàn)樵诿看翁砑訒r(shí)都要去遍歷一下當(dāng)前列表中是否存在這個(gè)數(shù)字，時(shí)間復(fù)雜度是O(N^2)。我們可以這樣思考一下：既然涉及到無(wú)重復(fù)，我們可以想一下HashSet和HashMap的功能。HashSet實(shí)現(xiàn)Set接口，Set在數(shù)學(xué)上的定義就是無(wú)重復(fù)，無(wú)次序的集合。而HashMap實(shí)現(xiàn)Map，也是不允許重復(fù)的Key。這樣我們可以使用HashMap或HashSet來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在使用HashMap實(shí)現(xiàn)時(shí)，只需要將它的key轉(zhuǎn)化成數(shù)組就Ok了，如下代碼：

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Random;
import java.util.Map.Entry;

/**
 * 使用HashMap實(shí)現(xiàn)
 * @Description:

 * @File: Demo.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:12:50

 * @Version V1.0
 */
public class Demo {
  public static void main(String[] args) {
    int n = 0;
    Object[] values = new Object[20];
    
    Random random = new Random();
    HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<Object, Object>();
    
    // 生成隨機(jī)數(shù)字并存入HashMap
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      int number = random.nextInt(100) + 1;
      hashMap.put(number, i);
    }
    
    // 從HashMap導(dǎo)入數(shù)組
    values = hashMap.keySet().toArray();
    
    // 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù)
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      System.out.print(values[i] + "\t");
      
      if(( i + 1 ) % 10 == 0){
        System.out.println("\n");
      }
    }
    
//    Iterator iter = hashMap.entrySet().iterator();
//    // 遍歷HashMap
//    while (iter.hasNext()) {
//      Entry<Integer, Integer> entry = (Entry)iter.next();
//      int key = entry.getKey();
//      n++;
//      
//      System.out.print(key + "\t");
//      
//      if(n % 10 == 0){
//        System.out.println("\n");
//      }
//    }
  }
}

由于HashSet和HashMap的關(guān)系太近了，HashSet在底層就是用HashMap來(lái)實(shí)現(xiàn)的，只不過(guò)沒(méi)有Value的集合，只有一個(gè)Key的集合，所以也可使用HashSet來(lái)實(shí)現(xiàn)，如下代碼：

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;

/**
 * 使用HashSet實(shí)現(xiàn)
 * @Description:

 * @File: Test.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:11:41

 * @Version V1.0
 */
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    Random random = new Random();
    Object[] values = new Object[20];
    HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>();
    
    // 生成隨機(jī)數(shù)字并存入HashSet
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      int number = random.nextInt(100) + 1;
      hashSet.add(number);
    }
    
    values = hashSet.toArray();
    
    // 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù)
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      System.out.print(values[i] + "\t");
      
      if(( i + 1 ) % 10 == 0){
        System.out.println("\n");
      }
    }
  }
}

這樣實(shí)現(xiàn)效率稍微好些。如果給我們限定了數(shù)組的長(zhǎng)度，只需要變換下for循環(huán)，設(shè)置成whlie循環(huán)就可以了。如下所示：

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;

/**
 * 使用HashSet實(shí)現(xiàn)
 * @Description:

 * @File: Test.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午05:11:41

 * @Version V1.0
 */
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    Random random = new Random();
    Object[] values = new Object[20];
    HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>();
    
    // 生成隨機(jī)數(shù)字并存入HashSet
    while(hashSet.size() < values.length){
      hashSet.add(random.nextInt(100) + 1);
    }
    
    values = hashSet.toArray();
    
    // 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù)
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      System.out.print(values[i] + "\t");
      
      if(( i + 1 ) % 10 == 0){
        System.out.println("\n");
      }
    }
  }
}

我們可以把數(shù)組的長(zhǎng)度設(shè)置成100，檢驗(yàn)下運(yùn)行效果，如下圖所示：

以上幾種相比較而言，使用HashMap的效率是比較高的，其實(shí)是HashSet，再次是數(shù)組，最后是ArrayList。如果我們生成10000個(gè)數(shù)據(jù)將會(huì)發(fā)現(xiàn)，使用HashMap花費(fèi)時(shí)間是：0.05s，HashSet是0.07s，數(shù)組是：0.20s，而ArrayList是0.25s。有興趣的可以設(shè)置下時(shí)間查看一下。
當(dāng)然了，除了使用HashMap實(shí)現(xiàn)外，還有其它高效的方法。比如，我們可以把1-100這些數(shù)字存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)組中，然后在for循環(huán)中隨機(jī)產(chǎn)生兩個(gè)下標(biāo)，如果這兩個(gè)下標(biāo)不相等的話，可以交換數(shù)組中的元素，實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下所示：

import java.util.Random;

/**
 * 隨機(jī)調(diào)換位置實(shí)現(xiàn)
 * @Description:

 * @File: Demo4.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:54:06

 * @Version V1.0
 */
public class Demo4 {
  public static void main(String[] args) {
    int values[] = new int[100];  
    int temp1,temp2,temp3;  
    Random r = new Random();  
    
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      values[i] = i + 1;
    }
    
    //隨機(jī)交換values.length次  
    for(int i = 0;i < values.length;i++){  
      temp1 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)位置  
      temp2 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //隨機(jī)產(chǎn)生另一個(gè)位置  
      
      if(temp1 != temp2){
        temp3 = values[temp1];  
        values[temp1] = values[temp2];  
        values[temp2] = temp3;
      } 
    }  
    
    // 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù)
    for(int i = 0;i < 20;i++){
      System.out.print(values[i] + "\t");
      
      if(( i + 1 ) % 10 == 0){
        System.out.println("\n");
      }
    }
  }
}

這種方法也是比較高效的，如果生成10000個(gè)數(shù)據(jù)，那么它所用的時(shí)間是0.054s。
在數(shù)組中利用坐標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上可以變換更多相關(guān)的解決方法，具體地可以查閱相關(guān)資料。
以上是關(guān)于在JAVA中實(shí)現(xiàn)隨機(jī)無(wú)重復(fù)數(shù)字的功能，當(dāng)然方法也不僅限于這么幾種，還有其它的實(shí)現(xiàn)方法。希望能對(duì)接觸不久的朋友有所幫助，也希望能夠起到拋磚引玉的作用。
原文網(wǎng)址：http://www.cnblogs.com/hanyonglu/archive/2012/10/18/2730007.html
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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