java 随机数算法_Java随机数算法原理与实现方法实例详解
本文實(shí)例講述了Java隨機(jī)數(shù)算法。分享給大家供大家參考,具體如下:
軟件實(shí)現(xiàn)的算法都是偽隨機(jī)算法,隨機(jī)種子一般是系統(tǒng)時(shí)間
在數(shù)論中,線性同余方程是最基本的同余方程,“線性”表示方程的未知數(shù)次數(shù)是一次,即形如:
ax≡b (mod n)的方程。此方程有解當(dāng)且僅當(dāng) b 能夠被 a 與 n 的最大公約數(shù)整除(記作 gcd(a,n) | b)。這時(shí),如果 x0 是方程的一個(gè)解,那么所有的解可以表示為:
{x0+kn/d|(k∈z)}
其中 d 是a 與 n 的最大公約數(shù)。在模 n 的完全剩余系 {0,1,…,n-1} 中,恰有 d 個(gè)解。
例子編輯
* 在方程 3x ≡ 2 (mod 6) 中, d = gcd(3,6) = 3 ,3 不整除 2,因此方程無(wú)解。
* 在方程 5x ≡ 2 (mod 6) 中, d = gcd(5,6) = 1,1 整除 2,因此方程在{0,1,2,3,4,5} 中恰有一個(gè)解: x=4。
* 在方程 4x ≡ 2 (mod 6) 中, d = gcd(4,6) = 2,2 整除 2,因此方程在{0,1,2,3,4,5} 中恰有兩個(gè)解: x=2 and x=5。
純線性同余隨機(jī)數(shù)生成器
線性同余隨機(jī)數(shù)生成器介紹:
古老的LCG(linear congruential generator)代表了最好最樸素的偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器算法。主要原因是容易理解,容易實(shí)現(xiàn),而且速度快。
LCG 算法數(shù)學(xué)上基于公式:
X(0)=seed;
X(n+1) = (A * X(n) + C) % M;
其中,各系數(shù)為:
X(0)表示種子seed
模M, M > 0
系數(shù)A, 0 < A < M
增量C, 0 <= C < M
原始值(種子) 0 <= X(0) < M
其中參數(shù)c, m, a比較敏感,或者說(shuō)直接影響了偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的質(zhì)量。
一般來(lái)說(shuō)我們采用M=(2^31)-1 = 2147483647,這個(gè)是一個(gè)31位的質(zhì)數(shù),A=48271,這個(gè)A能使M得到一個(gè)完全周期,這里C為奇數(shù),同時(shí)如果數(shù)據(jù)選擇不好的話,很有可能得到周期很短的隨機(jī)數(shù),例如,如果我們?nèi)eed=179424105的話,那么隨機(jī)數(shù)的周期為1,也就失去了隨機(jī)的意義。
(48271*179424105+1)mod(2的31次方-1)=179424105
package test;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
public class Random {
public final AtomicLong seed=new AtomicLong();
public final static long C = 1;
public final static long A = 48271;
public final static long M = (1L << 31) - 1;
public Random(int seed){
this.seed.set(seed);
}
public Random(){
this.seed.set(System.nanoTime());
}
public long nextLong(){
seed.set(System.nanoTime());
return (A *seed.longValue() + C) % M;
}
public int nextInt(int number){
return new Long( (A * System.nanoTime() + C) % number).intValue();
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(new Random().nextLong());
Map map=new HashMap();
for(int i=0;i<100000;i++){
int ran=new Random().nextInt(10);
if(map.containsKey(ran)){
map.put(ran, map.get(ran)+1);
}else{
map.put(ran, 1);
}
}
System.out.println(map);
}
}
自己寫個(gè)簡(jiǎn)單例子,隨機(jī)10萬(wàn)次,隨機(jī)范圍0到9,看看是否均勻
相對(duì)來(lái)說(shuō)還是挺均勻的
PS:這里再為大家提供幾款功能類似的在線工具供大家參考:
希望本文所述對(duì)大家java程序設(shè)計(jì)有所幫助。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的java 随机数算法_Java随机数算法原理与实现方法实例详解的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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