java生成不重复的随机数方法总结

Java  /  管理员 发布于 8年前   149

本文给大家介绍如何在JAVA中实现随机无重复数字的功能。（相关视频课程推荐：java视频教程）

为了更好地理解这个题意，我们先来看下具体内容：生成一个1-100的随机数组，但数组中的数字不能重复，即位置是随机的，但数组元素不能重复。

在这里呢，没有给我们规定数组的长度，我们可以让它是1-100之间的任意长度。

接下来让我们看一下几种实现方法并对这几种方法作个对比。

通常我们会使用ArrayList或数组来实现，先来看下ArrayList实现过程，如下面代码所示：

import java.util.ArrayList;import java.util.Random;/** * 使用ArrayList实现 * @Description:  * @File: Demo.java * @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();    // 遍历数组并打印数据        for(int i = 0;i < values.length;i++){System.out.print(values[i] + "\t");if(( i + 1 ) % 10 == 0){    System.out.println("\n");}        }    }}

使用数组实现的过程如下所示代码：

import java.util.Random;/** * 使用数组实现 * @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;    }      }        }    // 遍历数组并打印数据        for(int i = 0;i < values.length;i++){System.out.print(values[i] + "\t");if(( i + 1 ) % 10 == 0){    System.out.println("\n");}        }    }}

上面这两个实现过程效率比较低的。因为在每次添加时都要去遍历一下当前列表中是否存在这个数字，时间复杂度是O(N^2)。我们可以这样思考一下：既然涉及到无重复，我们可以想一下HashSet和HashMap的功能。

HashSet实现Set接口，Set在数学上的定义就是无重复，无次序的集合。而HashMap实现Map，也是不允许重复的Key。这样我们可以使用HashMap或HashSet来实现。

在使用HashMap实现时，只需要将它的key转化成数组就Ok了，如下代码：

import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Random;import java.util.Map.Entry;/** * 使用HashMap实现 * @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>();    // 生成随机数字并存入HashMap        for(int i = 0;i < values.length;i++){int number = random.nextInt(100) + 1;hashMap.put(number, i);        }    // 从HashMap导入数组        values = hashMap.keySet().toArray();    // 遍历数组并打印数据        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();//        // 遍历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的关系太近了，HashSet在底层就是用HashMap来实现的，只不过没有Value的集合，只有一个Key的集合，所以也可使用HashSet来实现，如下代码：

import java.util.HashSet;import java.util.Random;/** * 使用HashSet实现 * @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>();    // 生成随机数字并存入HashSet        for(int i = 0;i < values.length;i++){int number = random.nextInt(100) + 1;hashSet.add(number);        }    values = hashSet.toArray();    // 遍历数组并打印数据        for(int i = 0;i < values.length;i++){System.out.print(values[i] + "\t");if(( i + 1 ) % 10 == 0){    System.out.println("\n");}        }    }}

这样实现效率稍微好些。如果给我们限定了数组的长度，只需要变换下for循环，设置成whlie循环就可以了。如下所示：

import java.util.HashSet;import java.util.Random;/** * 使用HashSet实现 * @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>();    // 生成随机数字并存入HashSet        while(hashSet.size() < values.length){hashSet.add(random.nextInt(100) + 1);        }    values = hashSet.toArray();    // 遍历数组并打印数据        for(int i = 0;i < values.length;i++){System.out.print(values[i] + "\t");if(( i + 1 ) % 10 == 0){    System.out.println("\n");}        }    }}

以上几种相比较而言，使用HashMap的效率是比较高的，其实是HashSet，再次是数组，最后是ArrayList。如果我们生成10000个数据将会发现，使用HashMap花费时间是：0.05s，HashSet是0.07s，数组是：0.20s，而ArrayList是0.25s。有兴趣的可以设置下时间查看一下。

当然了，除了使用HashMap实现外，还有其它高效的方法。比如，我们可以把1-100这些数字存储在一个数组中，然后在for循环中随机产生两个下标，如果这两个下标不相等的话，可以交换数组中的元素，实现过程如下所示：

import java.util.Random;/** * 随机调换位置实现 * @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;        }    //随机交换values.length次           for(int i = 0;i < values.length;i++){   temp1 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //随机产生一个位置   temp2 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //随机产生另一个位置   if(temp1 != temp2){    temp3 = values[temp1];       values[temp1] = values[temp2];       values[temp2] = temp3;}         }       // 遍历数组并打印数据        for(int i = 0;i < 20;i++){System.out.print(values[i] + "\t");if(( i + 1 ) % 10 == 0){    System.out.println("\n");}        }    }}

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