java產生不重複的隨機數方法總結

本文為大家介紹如何在JAVA中實現隨機無重複數字的功能。 （相關影片課程推薦：java影片教學）

為了更好地理解這個題意，我們先來看下具體內容：產生一個1-100的隨機數組，但數組中的數字不能重複，即位置是隨機的，但數組元素不能重複。

在這裡呢，沒有給我們規定數組的長度，我們可以讓它是1-100之間的任意長度。

接下來讓我們來看看幾種實作方法並對這幾種方法作個對比。

通常我們會使用ArrayList或陣列來實現，先來看下ArrayList實作過程，如下面程式碼所示：

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");
            }
        }
    }
}

使用陣列實作的過程如下所示程式碼：

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");
            }
        }
    }
}

上面這兩個實作過程效率比較低的。因為每次加入時都要去遍歷一下目前清單中是否存在這個數字，時間複雜度是O(N^2)。我們可以這樣思考：既然涉及到無重複，我們可以想一下HashSet和HashMap的功能。

HashSet實作Set接口，Set在數學上的定義就是無重複，無次序的集合。而HashMap實作Map，也是不允許重複的Key。這樣我們可以使用HashMap或HashSet來實作。

在使用HashMap實作時，只需要將它的key轉換成陣列就Ok了，如下程式碼：

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");
//            }
//        }
    }
}

由於HashSet和HashMap的關係太近了，HashSet在底層就是用HashMap來實現的，只不過沒有Value的集合，只有一個Key的集合，所以也可使用​​HashSet來實現，如下碼：

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");
            }
        }
    }
}

這樣實現效率稍微好些。如果給我們限定了陣列的長度，只需要變換下for循環，設定成whlie循環就可以了。如下圖：

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");
            }
        }
    }
}

以上幾種相比較而言，使用HashMap的效率是比較高的，其實是HashSet，再次是數組，最後是ArrayList。如果我們產生10000個資料將會發現，使用HashMap花時間是：0.05s，HashSet是0.07s，陣列是：0.20s，而ArrayList是0.25s。有興趣的可以設定下時間查看一下。

當然了，除了使用HashMap實作外，還有其它高效的方法。例如，我們可以把1-100這些數字儲存在一個陣列中，然後在for迴圈中隨機產生兩個下標，如果這兩個下標不相等的話，可以交換數組中的元素，實作過程如下所示：

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");
            }
        }
    }
}

更多java相關文章請追蹤java基礎教學。

以上是java產生不重複的隨機數方法總結的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！