Java Academy · 课时

生成随机数

Random 与 ThreadLocalRandom

生成随机数 是 CoddyKit 上的免费 Java Academy 课时。这是第 2 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 Java Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

生成随机数

随机性是游戏、模拟和抽样的基础。Java 提供了 Math.random()、Random 类，以及适用于并发代码的 ThreadLocalRandom。

Math.random 基础

Math.random() 会返回范围为 [0.0, 1.0) 的 double：包含 0.0，但不包含 1.0。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        double r = Math.random();
        System.out.println("Value between 0 and 1: " + r);
    }
}

缩放 Math.random

通过乘法和转换可以得到整数范围。(int)(Math.random() * 6) 会生成 0 到 5。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int roll = (int)(Math.random() * 6) + 1;
        System.out.println("Dice: " + roll);
    }
}

Random 类

java.util.Random 类更加灵活。请先创建一个实例，然后调用 nextInt、nextDouble 和 nextBoolean 等方法。

import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Random rng = new Random();
        System.out.println(rng.nextBoolean());
        System.out.println(rng.nextDouble());
    }
}

带上界的 nextInt

nextInt(bound) 会返回从 0（包含）到 bound（不包含）的 int。nextInt(6) 会得到 0 到 5。

import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Random rng = new Random();
        int value = rng.nextInt(100);
        System.out.println("0 to 99: " + value);
    }
}

使用种子实现可复现性

向构造函数传入种子可以使序列具有确定性：相同的种子始终会生成相同的数字。这对于测试非常宝贵。

import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Random rng = new Random(42);
        System.out.println(rng.nextInt(1000));
        System.out.println(rng.nextInt(1000));
    }
}

相同种子，相同序列

使用相同种子构造的两个 Random 对象会生成完全相同的序列。当必须精确重现错误时，这非常有用。

import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Random a = new Random(7);
        Random b = new Random(7);
        System.out.println(a.nextInt(50) == b.nextInt(50));
    }
}

ThreadLocalRandom

在多线程程序中，多个线程共享一个 Random 可能会形成瓶颈。ThreadLocalRandom.current() 会为每个线程提供自己的生成器，不会发生竞争。

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int value = ThreadLocalRandom.current().nextInt(1, 7);
        System.out.println("Dice: " + value);
    }
}

不要让多个线程共享一个 Random

请不要将同一个 Random 实例传递给多个线程；这可能导致分布不佳并产生竞争。在并发代码中，请优先使用 ThreadLocalRandom。

双精度数和高斯分布

nextDouble() 会生成 [0,1) 范围内的值，nextGaussian() 会返回均值为 0、标准差为 1 的正态分布值。

import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Random rng = new Random(1);
        System.out.println(rng.nextDouble());
        System.out.println(rng.nextGaussian());
    }
}

选择合适的工具

如果只需要快速生成一个 double，请使用 Math.random()；如果需要上界或种子，请使用 Random；在并发代码中，请使用 ThreadLocalRandom。对于安全敏感的随机性，请改用 SecureRandom。

快速检查

请检验您对随机性的理解。

回顾

您已经学会生成随机数。

Math.random() 会生成 [0,1) 范围内的 double。
Random.nextInt(bound) 会生成从 0 到 bound-1 的值。
种子可以让序列具有可复现性。
ThreadLocalRandom 是适合并发场景的安全选择。

常见问题解答

「生成随机数」课时是免费的吗？

是的 — 「生成随机数」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 Java Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

「生成随机数」这节课中我会学到什么？

Random 与 ThreadLocalRandom 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Java Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Java Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Java Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 2 节课，共 4 节。

「生成随机数」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Java Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 Java Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

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