java隨機抽取指定范圍不重復的數字

更新時間：2016年06月02日 15:12:47 作者：Healtheon

這篇文章主要介紹了java隨機抽取指定范圍不重復的數字的相關資料,需要的朋友可以參考下

本文給大家介紹如何在JAVA中實現隨機無重復數字的功能。如果您是初學者的話，有必要看一看這篇文章，因為這個功能一般會在面試中遇到。包括我本人在招聘人員的時候也喜歡拿這個問題去問別人，主要看一看考慮問題的模式和基礎知識如何。

希望這篇文章能給初次接觸的朋友一些幫助，因為我曾接觸過一些朋友要么寫不出來，要么使用很平鋪的思維方式去實現它。
一般有點開發(fā)經驗的朋友都能實現這樣的功能，只不過是效率上的問題。我們一般在面對這樣的問題時，總會平鋪直序的聯想到，先生成一個數組，然后在一個循環(huán)中向數組中添加隨機數字，在添加數字的過程中先查找一下數組中是否存在這個數字，如果不存在這個數字就直接添加到數組中；如果存在這個數字就不添加。我們一般都是這樣考慮問題的，這樣考慮也能實現功能，我剛才也說了，只不過是效率上的問題。

為了更好地理解這個題意，我們先來看下具體內容：生成一個1-100的隨機數組，但數組中的數字不能重復，即位置是隨機的，但數組元素不能重復。

在這里呢，沒有給我們規(guī)定數組的長度，我們可以讓它是1-100之間的任意長度。
接下來讓我們看一下幾種實現方法并對這幾種方法作個對比。
通常我們會使用ArrayList或數組來實現，先來看下ArrayList實現過程，如下面代碼所示：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

/**
 * 使用ArrayList實現
 * @Description:

 * @File: Demo.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @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();
    
    // 遍歷數組并打印數據
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      System.out.print(values[i] + "\t");
      
      if(( i + 1 ) % 10 == 0){
        System.out.println("\n");
      }
    }
  }
}

使用數組實現的過程如下所示代碼：

import java.util.Random;

/**
 * 使用數組實現
 * @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;
        }               
      }
    }
    
    // 遍歷數組并打印數據
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      System.out.print(values[i] + "\t");
      
      if(( i + 1 ) % 10 == 0){
        System.out.println("\n");
      }
    }
  }
}

上面這兩個實現過程效率比較低的。因為在每次添加時都要去遍歷一下當前列表中是否存在這個數字，時間復雜度是O(N^2)。我們可以這樣思考一下：既然涉及到無重復，我們可以想一下HashSet和HashMap的功能。HashSet實現Set接口，Set在數學上的定義就是無重復，無次序的集合。而HashMap實現Map，也是不允許重復的Key。這樣我們可以使用HashMap或HashSet來實現。
在使用HashMap實現時，只需要將它的key轉化成數組就Ok了，如下代碼：

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Random;
import java.util.Map.Entry;

/**
 * 使用HashMap實現
 * @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>();
    
    // 生成隨機數字并存入HashMap
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      int number = random.nextInt(100) + 1;
      hashMap.put(number, i);
    }
    
    // 從HashMap導入數組
    values = hashMap.keySet().toArray();
    
    // 遍歷數組并打印數據
    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();
//    // 遍歷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的關系太近了，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，如下代碼：

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;

/**
 * 使用HashSet實現
 * @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>();
    
    // 生成隨機數字并存入HashSet
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      int number = random.nextInt(100) + 1;
      hashSet.add(number);
    }
    
    values = hashSet.toArray();
    
    // 遍歷數組并打印數據
    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。如果給我們限定了數組的長度，只需要變換下for循環(huán)，設置成whlie循環(huán)就可以了。如下所示：

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;

/**
 * 使用HashSet實現
 * @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>();
    
    // 生成隨機數字并存入HashSet
    while(hashSet.size() < values.length){
      hashSet.add(random.nextInt(100) + 1);
    }
    
    values = hashSet.toArray();
    
    // 遍歷數組并打印數據
    for(int i = 0;i < values.length;i++){
      System.out.print(values[i] + "\t");
      
      if(( i + 1 ) % 10 == 0){
        System.out.println("\n");
      }
    }
  }
}

我們可以把數組的長度設置成100，檢驗下運行效果，如下圖所示：

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，最后是ArrayList。如果我們生成10000個數據將會發(fā)現，使用HashMap花費時間是：0.05s，HashSet是0.07s，數組是：0.20s，而ArrayList是0.25s。有興趣的可以設置下時間查看一下。
當然了，除了使用HashMap實現外，還有其它高效的方法。比如，我們可以把1-100這些數字存儲在一個數組中，然后在for循環(huán)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，實現過程如下所示：

import java.util.Random;

/**
 * 隨機調換位置實現
 * @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;
    }
    
    //隨機交換values.length次  
    for(int i = 0;i < values.length;i++){  
      temp1 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //隨機產生一個位置  
      temp2 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //隨機產生另一個位置  
      
      if(temp1 != temp2){
        temp3 = values[temp1];  
        values[temp1] = values[temp2];  
        values[temp2] = temp3;
      } 
    }  
    
    // 遍歷數組并打印數據
    for(int i = 0;i < 20;i++){
      System.out.print(values[i] + "\t");
      
      if(( i + 1 ) % 10 == 0){
        System.out.println("\n");
      }
    }
  }
}

這種方法也是比較高效的，如果生成10000個數據，那么它所用的時間是0.054s。
在數組中利用坐標來實現的基礎上可以變換更多相關的解決方法，具體地可以查閱相關資料。
以上是關于在JAVA中實現隨機無重復數字的功能，當然方法也不僅限于這么幾種，還有其它的實現方法。希望能對接觸不久的朋友有所幫助，也希望能夠起到拋磚引玉的作用。
原文網址：http://www.cnblogs.com/hanyonglu/archive/2012/10/18/2730007.html
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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