如何在Java中生成特定范围内均匀分布的随机BigInteger值？

在 Java 中生成随机 BigInteger 值

在 Java 中，处理大数时生成指定范围内的随机整数可能具有挑战性。使用 nextDouble() 等传统方法生成随机数时会出现问题，因为生成的值可能不会均匀分布超出 2⁵³.

利用 BigInteger 构造函数

为了解决这个问题，BigInteger 类提供了一个构造函数，可以创建在指定位范围内均匀分布的随机 BigInteger 值。

构造 BigInteger 构造函数：

<code class="java">public BigInteger(int numBits, Random rnd)</code>

此构造函数采用两个参数：

• numBits:指定生成值的位数
• rnd: 用于生成随机值的 Random 对象

生成一个范围内的随机值

生成一个范围内的随机值0 到 n（含）的非 2 幂范围，可以使用循环：

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

此循环迭代，直到获得有效的随机值。它确保生成的值在指定范围内均匀分布。

优化迭代次数

为了减少循环迭代次数，可以应用更精细的解决方案.

<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>

此方法包括对迭代次数的限制，以防止过多的循环执行。它平衡了速度和准确性，减少了大量迭代的可能性。

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