Книги
Java
Глава 3. Числа
Генерация случайных чисел

Java:
Генерация случайных чисел

Как это сделать:

В Java генерация случайных чисел может быть реализована с использованием класса Random из пакета java.util, а также классов ThreadLocalRandom и SecureRandom для конкретных случаев использования. Следующие примеры показывают, как использовать эти классы.

Использование класса Random

Класс Random предлагает способ генерации простых псевдослучайных чисел.

import java.util.Random;

public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        Random rand = new Random(); // Создание объекта Random

        int randInt = rand.nextInt(50); // Генерирует случайное целое число от 0 до 49
        double randDouble = rand.nextDouble(); // Генерирует случайное число типа double между 0.0 и 1.0
        boolean randBoolean = rand.nextBoolean(); // Генерирует случайное логическое значение
        
        System.out.println("Случайное целое: " + randInt);
        System.out.println("Случайное число double: " + randDouble);
        System.out.println("Случайное логическое значение: " + randBoolean);
    }
}

Использование класса ThreadLocalRandom

Для параллельных приложений ThreadLocalRandom работает эффективнее, чем Random.

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

public class ThreadLocalRandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        int randInt = ThreadLocalRandom.current().nextInt(1, 101); // От 1 до 100
        double randDouble = ThreadLocalRandom.current().nextDouble(1.0, 10.0); // От 1.0 до 10.0
        
        System.out.println("Случайное целое: " + randInt);
        System.out.println("Случайное число double: " + randDouble);
    }
}

Использование класса SecureRandom

Для криптографических операций SecureRandom обеспечивает более высокий уровень безопасности.

import java.security.SecureRandom;

public class SecureRandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        SecureRandom secRand = new SecureRandom();
        
        byte[] bytes = new byte[20];
        secRand.nextBytes(bytes); // Заполняет массив bytes случайными безопасными числами
        
        System.out.println("Защищенные случайные байты:");
        for (byte b : bytes) {
            System.out.printf("%02x ", b);
        }
    }
}

Глубокое погружение

Генерация случайных чисел значительно эволюционировала с начала эры компьютерных технологий. Класс Random в Java использует линейное конгруэнтное уравнение для генерации псевдослучайных чисел, которые являются детерминированными и не подходят для приложений с высокими требованиями к безопасности. Это привело к появлению SecureRandom, который использует более сложные алгоритмы (например, SHA1PRNG) для производства криптографически стойких случайных чисел.

Однако Random и SecureRandom имеют свои недостатки, такие как снижение производительности в многопоточных средах. Класс ThreadLocalRandom был введен в Java 7 для решения этой проблемы, предоставляя генераторы случайных чисел на уровне потоков, что значительно улучшило производительность в параллельных приложениях.

Хотя эти классы покрывают большинство потребностей, для очень масштабных или специализированных требований разработчики могут исследовать дополнительные библиотеки или разрабатывать собственные решения. Важно выбрать правильный подход, исходя из потребностей в безопасности и требований к производительности конкретного случая использования.

Округление чисел