java算法之Math.random()隨機概率玩法實例演示

更新時間：2023年05月24日 09:25:02 作者：橙子的隨筆集

最近打算整理排序算法,發(fā)現很有必要準備一下生成隨機數的工具類,下面這篇文章主要給大家介紹了關于java算法之Math.random()隨機概率玩法的相關資料,文中通過實例代碼介紹的非常詳細,需要的朋友可以參考下

引言

java中的Math.random()是一個在[0,1)范圍等概率返回double數值類型的算法，基于此函數，我們來延申一些隨機概率算法的變形思路，便于大家對Math.random()函數的隨機概率理解

1、Math.random()的說明

Math.random()返回的數據范圍是[0,1)
Math.random()數據是等概率返回
Math.random()返回的數據類型是double
我們可以通過類型轉換來實現整數型的等概率問題，例如:(int)Math.random()

2、Math.random()的等概率代碼驗證

測試Math.random()函數的等概率，Math.random()在[0,1)等概率返回double類型的數據，X出現的次數除以總測數來測試是否等概率

代碼演示

public class Random{
public static void main(String[] args) {
        math();
    }
/**
     * @Author wangchengzhi
     * @Description
     * 測試Math.random()函數的等概率
     * Math.random()在[0,1)等概率返回double類型的數據
     *出現的次數除以總測數來測試是否等概率
     * @Date 14:31 2022/12/16
     * @Param
     * @return
     **/
    public static void math(){
        int testTime=100000000;
        int count =0;
        double= 0.5;
        for(int i=0;i<testTime;i++){
            if(Math.random()<p){
                count++;
            }
        }
        System.out.println("Math.random()為[0,1)的等概率函數,小于"+p+"出現的概率是"+p);
        System.out.println((double)count/(double)testTime);
    }
}

3、Math.random()*N的變形

測試Math.random()*N函數的等概率,Math.random()得等概率范圍為[0,1),Math.random()*N等概率返回得范圍為[0,N),這里以N=10為例來測試.

代碼演示

public class Random{
   public static void main(String[] args) {
        math1();
    }
/**
     * @Author wangchengzhi
     * @Description
     * 測試Math.random()*N函數的等概率
     * Math.random()得等概率范圍為[0,1)
     *Math.random()*N等概率返回得范圍為[0,N)
     * 這里以N=10為例來測試
     * @Date 14:31 2022/12/16
     * @Param
     * @return
     **/
    public static void math1(){
        int testTime=100000000;
        int count =0;
        int p=10;
        for(int i=0;i<testTime;i++){
            if(Math.random()*p<5){
                count++;
            }
        }
        System.out.println("Math.random()*10為[0,10)的等概率函數，小于5得數出現得概率是0.5");
        System.out.println((double)count/(double)testTime);
    }
}

4、Math.random()轉換對應整數概率的變形

測試Math.random()*N整數的等概率返回,Math.random()*N等概率返回得范圍為[0,N)(int)(Math.random()*N)等概率返回得范圍為[0,N-1]的整數出現的概率,這里以N=9為例來測試

代碼演示

public class Random{
public static void main(String [] args){
        math2();
}
/**
     * @Author wangchengzhi
     * @Description
     * 測試Math.random()*N整數的等概率返回
     *Math.random()*N等概率返回得范圍為[0,N)
     * (int)(Math.random()*N)等概率返回得范圍為[0,N-1]的整數出現的概率
     * 這里以N=9為例來測試
     * @Date 14:31 2022/12/16
     * @Param
     * @return
     **/
    public static void math2(){
        int testTime=100000000;
        int m=9;
        int []  count = new int[m];
        for(int i=0;i<testTime;i++){
            int res=(int)(Math.random()*m);
            count[res]++;
        }
        for(int i=0;i<m;i++){
            System.out.println("在這次測試中，數字"+i+"返回的次數為"+count[i]);
        }
    }
}

5、Math.random()返回概率轉變的變形

隨機返回[0,1)范圍的數X ,且0~X出現的概率是X的平方 ,x出現的概率是X ,所以Math.max(Math.random(),Math.random())最大值，是兩次都出現x的概率 ,就是x乘以x為x的平方

代碼演示

public class Random{
public static void main(String [] args){
        math3();
}
/**
     * @Author wangchengzhi
     * @Description
     * 目標：
     * 隨機返回[0,1)范圍的數X
     * 且0~X出現的概率是X的平方
     * 分析:
     * x出現的概率是X
     * 所以Math.max(Math.random(),Math.random())最大值，是兩次都出現x的概率
     * 就是x乘以x,x的平方
     * @Date 14:31 2022/12/16
     * @Param
     * @return
     **/
    public static void math3(){
        int testTime=100000000;
        int count =0;
        double k =0.8;
        for(int i=0;i<testTime;i++){
            if(Math.max(Math.random(),Math.random())<k){
                count++;
            }
        }
        System.out.println("k出現的概率"+(double)count/(double)testTime);
        System.out.println("k的平方是"+Math.pow(k,2));
    }
}

結言：

Math.Random()函數是一個特殊使用的等概率函數，我們在設計一些算法的時候，可以巧妙的對該函數進行變形，以滿足我們的具體業(yè)務場景，以上的例子希望能對大家拓展思路起到一些引導作用，后面會再給大家分享一些針對該函數的變形案例。