生成指定范围内的随机数
这个是最常用的技术之一。程序员希望通过随机数的方式来处理众多的业务逻辑,测试过程中也希望通过随机数的方式生成包含大量数字的测试用例。问题往往类似于:
如何随机生成 1~100 之间的随机数,取值包含边界值 1 和 100。
或者是:
如何随机生成随机的3位整数?
等等……
以 Java 语言为例,我们观察其 Random 对象的 nextInt(int) 方法,发现这个方法将生成 0 ~ 参数之间随机取值的整数。例如(假设先有 Random rand = new Random();,下同):
rand.nextInt(100);
这行代码将生成范围 0~100 之间的随机数,有趣的是,取值可能为 0 ,但不可能为 100。我们用中学数学课学习的区间表示法,表示为:[0, 100)。
那么如果要获得区间 [1~100] 的随机数,该怎么办呢?稍微动动脑筋就可以想到:区间 [0, 100) 内的整数,实际上就是区间 [0, 99]。因为最大边界为100,可惜不能等于100,因此最大可能产生的“整数”就是99。
既然 rand.nextInt(100) 获得的值是区间 [0, 99],那么在这个区间左右各加 1,就得到了区间 [1, 100]。因此,代码写成:
rand.nextInt(100) + 1;
即可。运行下面的代码,将获得 [1, 100] 的 10 个取值。
//// 代码段 3 //////////////////////////////////////////////////////////////
import java.util.Random;
public class Test {
public static void main(String[] args){
Random rand = new Random();
for(int i=0; i<10; i++) {
System.out.println(rand.nextInt(100) + 1);
}
}
}
//// 代码段 3 结束 /////////////////////////////////////////////////////////
编译运行,输出结果为:
81
64
31
86
56
14
45
57
28
90
多次运行,结果每次都不同,但取值一定会在 1 和 100 之间,可能出现 1 和 100。
同理,很容易知道如果要获得随机两位整数,代码写成:
rand.nextInt(90) + 10;
你一定很惊讶,为什么是这么写出来的。其实,在 nextInt() 方法中作为参数的数字 90 表示:你希望生成的随机数的所有取值的可能性的数量(在本命题中,两位整数取值为 [10, 99],共90个数);加好后面的数字 10 ,表示区间的最小取值。
你可以验证下,按照这样理解,[1, 100] 的随机数,是不是应该写成 rand.nextInt(100) + 1 。千万不要把参数 100 理解为最大取值。只是区间 [1, 100] 正好从 1 开始,所以最大取值和取值可能性数量正好同为 100。
因此,
生成随机三位数的代码为:
rand.nextInt(900) + 100;
生成区间 [64, 128] 中随机值的代码为:
rand.nextInt(65) + 64;
取值可能性的数量是如何计算出来的呢?当然是 最大取值-最小取值+1 ,所以,有最终公式如下:
// For Java
int randNumber = rand.nextInt(MAX - MIN + 1) + MIN; // randNumber 将被赋值为一个 MIN 和 MAX 范围内的随机数
在微软平台下,由于 .Net Framework 提供了相应的方法来生成固定区间的整数,所以公式为:
// For C#
int randNumber = rand.Next(MIN, MAX + 1); // randNumber 将被赋值为一个 MIN 和 MAX 范围内的随机数
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