Java Academy · 课时

随机范围与洗牌

Q: 「随机范围与洗牌」这节课中我会学到什么？

有界随机数与集合洗牌 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。

有界随机数与集合洗牌

随机范围与洗牌 是 CoddyKit 上的免费 Java Academy 课时。这是第 3 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。

范围和随机打乱

实际程序很少只需要 0 到上界减 1。本课将介绍任意范围、随机打乱集合，以及选择随机元素。

自定义范围公式

要生成从 min 到 max（包含两端）的 int，请使用 min + rng.nextInt(max - min + 1)。

import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Random rng = new Random();
        int min = 10, max = 20;
        int value = min + rng.nextInt(max - min + 1);
        System.out.println("10 to 20: " + value);
    }
}

带起点和上界的 nextInt

现代 Java 允许您直接调用 nextInt(origin, bound)：包含起点，不包含上界。这样可以避免手动编写公式。

import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Random rng = new Random();
        int value = rng.nextInt(10, 21);
        System.out.println("10 to 20: " + value);
    }
}

范围内的随机双精度数

要生成从 lo 到 hi 的 double，请使用 lo + rng.nextDouble() * (hi - lo)。

import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Random rng = new Random();
        double lo = 5.0, hi = 7.5;
        double value = lo + rng.nextDouble() * (hi - lo);
        System.out.println(value);
    }
}

随机打乱 List

Collections.shuffle(list) 会将 List 原地随机重新排序。这非常适合用于洗牌和随机测验。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> deck = new ArrayList<>(List.of(1, 2, 3, 4, 5));
        Collections.shuffle(deck);
        System.out.println(deck);
    }
}

可复现的随机打乱

将带种子的 Random 作为第二个参数传入，即可获得确定性的随机打乱：Collections.shuffle(list, new Random(seed))。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> deck = new ArrayList<>(List.of(1, 2, 3, 4, 5));
        Collections.shuffle(deck, new Random(99));
        System.out.println(deck);
    }
}

随机打乱需要可变 List

List.of(...) 会创建不可变列表。对它进行随机打乱会抛出 UnsupportedOperationException。请先将它包装为 new ArrayList<>(...)。

选择随机元素

生成一个随机索引，然后使用 get，即可选择随机元素。

import java.util.List;
import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> colors = List.of("red", "green", "blue");
        Random rng = new Random();
        String pick = colors.get(rng.nextInt(colors.size()));
        System.out.println("Chosen: " + pick);
    }
}

随机打乱数组

数组没有内置的随机打乱方法。经典做法是使用 Fisher-Yates 算法：将每个元素与一个随机选择的、早于或等于当前位置的索引交换。

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
        Random rng = new Random(3);
        for (int i = arr.length - 1; i > 0; i--) {
            int j = rng.nextInt(i + 1);
            int tmp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = tmp;
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

随机抽样

如果要抽取多个不重复的元素，可以先打乱副本，再取前几个元素；也可以使用 Set 记录已经选择的索引。对于较小的列表，先打乱再切片最简单。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> pool = new ArrayList<>(List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8));
        Collections.shuffle(pool);
        List<Integer> sample = pool.subList(0, 3);
        System.out.println("Sample: " + sample);
    }
}

实用注意事项

需要完全随机的重新排序时，请使用随机打乱；需要有界值时，请使用自定义范围公式。还要始终注意：当上界应包含在范围内时，容易出现差一错误。

快速检查

请检验您对范围和随机打乱的理解。

回顾

您已经学会范围和随机打乱。

对于范围，请使用 min + nextInt(max - min + 1) 或 nextInt(origin, bound)。
Collections.shuffle 会将可变列表原地重新排序。
为随机打乱设置种子，可以实现可复现性。
通过随机索引选择随机元素。

常见问题解答

「随机范围与洗牌」课时是免费的吗？

是的 — 「随机范围与洗牌」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。

「随机范围与洗牌」这节课中我会学到什么？

有界随机数与集合洗牌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 3 节课，共 4 节。

「随机范围与洗牌」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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