## Wie generiert man in Java zufällige BigInteger-Werte innerhalb eines bestimmten Bereichs?

Zufällige BigInteger-Werte in Java generieren

In Szenarien, in denen die Generierung beliebig großer zufälliger Ganzzahlen innerhalb eines bestimmten Bereichs erforderlich ist, könnte ein gängiger Ansatz die Verwendung von nextDouble() und die Multiplikation umfassen die Ausgabe um den gewünschten Grenzwert. Diese Methode wird jedoch bei Werten über 2^53 problematisch, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung führt.

Um diese Einschränkung zu überwinden, stellt Java die Klasse BigInteger bereit, die einen Konstruktor bietet, der Zufallszahlen generiert, die gleichmäßig zwischen 0 und verteilt sind (2^numBits - 1), einschließlich.

Erzeugen eines Zufallswerts innerhalb eines Nicht-Potenz-von-2-Bereichs

Um einen Zufallswert im Bereich 0 bis n zu generieren, wobei n keine Potenz von 2 ist, kann eine einfache Schleife verwendet werden:

<code class="java">BigInteger randomNumber;
do {
    randomNumber = new BigInteger(upperLimit.bitLength(), randomSource);
} while (randomNumber.compareTo(upperLimit) >= 0);</code>

Dieser iterative Ansatz gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung innerhalb des gewünschten Bereichs. Normalerweise sind nur eine oder zwei Iterationen erforderlich.

Begrenzung der Iterationen in der Schleife

Für Szenarien, in denen der Zufallszahlengenerator rechenintensiv ist, kann die Anzahl der Iterationen in der Schleife wie folgt eingeschränkt werden :

<code class="java">int nlen = upperLimit.bitLength();
BigInteger nm1 = upperLimit.subtract(BigInteger.ONE);
BigInteger randomNumber, temp;
do {
    temp = new BigInteger(nlen + 100, randomSource);
    randomNumber = temp.mod(upperLimit);
} while (s.subtract(randomNumber).add(nm1).bitLength() >= nlen + 100);</code>

Es ist höchst unwahrscheinlich, dass diese modifizierte Version mehrere Iterationen erfordert (Wahrscheinlichkeit weniger als 2^100). Aufgrund der mod()-Operation entsteht jedoch ein Rechenaufwand. Daher ist es nur zu empfehlen, wenn der Zufallszahlengenerator besonders langsam ist.

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