Книги
Java
Розділ 3. Числа
Генерація випадкових чисел

Java:
Генерація випадкових чисел

Як це зробити:

У Java генерація випадкових чисел може бути досягнута за допомогою класу Random з пакету java.util, або класів ThreadLocalRandom та SecureRandom для специфічних випадків використання. Наступні приклади ілюструють, як використовувати ці класи.

Використання класу Random

Клас Random пропонує спосіб генерації простих псевдовипадкових чисел.

import java.util.Random;

public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        Random rand = new Random(); // Створення об'єкта Random

        int randInt = rand.nextInt(50); // Генерує випадкове ціле від 0 до 49
        double randDouble = rand.nextDouble(); // Генерує випадкове дробове число між 0.0 та 1.0
        boolean randBoolean = rand.nextBoolean(); // Генерує випадкове булеве значення
        
        System.out.println("Випадкове Int: " + randInt);
        System.out.println("Випадкове Double: " + randDouble);
        System.out.println("Випадкове Boolean: " + randBoolean);
    }
}

Використання класу ThreadLocalRandom

Для паралельних застосунків ThreadLocalRandom є ефективнішим, ніж Random.

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

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

Використання класу SecureRandom

Для криптографічних операцій SecureRandom забезпечує вищий рівень безпеки.

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); // Заповнює масив bytes випадковими безпечними числами
        
        System.out.println("Безпечні випадкові байти:");
        for (byte b : bytes) {
            System.out.printf("%02x ", b);
        }
    }
}

Поглиблений аналіз

Генерація випадкових чисел значно еволюціонувала з ранніх днів комп’ютерної ери. Клас Random Java використовує лінійну конгруентну формулу для генерації псевдовипадкових чисел, які є детермінованими та не підходять для застосунків з високим рівнем безпеки. Це призвело до появи SecureRandom, який використовує більш складні алгоритми (наприклад, SHA1PRNG) для виробництва криптографічно стійких випадкових чисел.

Однак, Random та SecureRandom мають свої недоліки, такі як погіршення продуктивності в багатопоточних середовищах. Клас ThreadLocalRandom був введений у Java 7 для вирішення цієї проблеми, надаючи генератори випадкових чисел на основі локальних потоків, значно покращуючи продуктивність у паралельних застосунках.

Хоча ці класи покривають більшість потреб, для дуже великих або спеціалізованих вимог розробники можуть досліджувати додаткові бібліотеки або розробляти користувацькі рішення. Важливо вибрати правильний підхід на основі потреб у безпеці та вимог до продуктивності конкретного випадку використання.

Округлення чисел