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java随机数原理

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java中的随机数通过java.util.random类的线性同余发生器(lcg)算法生成:lcg算法使用公式next = (a * previous + c) % m产生随机数。虽然lcg算法看起来随机,但使用固定常数(a、c、m),因此是确定性的。使用“种子”值初始化lcg算法,提升随机性,其中默认种子取自系统时间。java生成的随机数实际上是伪随机数,但足够用于大多数实际应用。

java随机数原理

Java 随机数原理

如何生成随机数?

Java 中的随机数是由 java.util.Random 类生成的,该类使用线性同余发生器(LCG)算法生成伪随机数。LCG 算法通过以下公式产生随机数:

next = (a * previous + c) % m

其中:

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  • previous 是前一个随机数
  • a 是乘法器
  • c 是增量
  • m 是模数

算法的确定性

虽然 LCG 算法看起来像随机的,但它实际上是确定性的,这意味着特定的输入状态将始终产生相同的结果序列。这是因为算法中使用的常量(a、c、m)是固定的。

随机性的提升

为了提高随机性,Random 类使用了一个称为“种子”的值来初始化 LCG 算法。种子是一个整数,它决定了随机数序列的起始状态。默认情况下,种子取自系统时间,这提供了某种程度的不可预测性。

生成伪随机数

Java 中生成的随机数实际上是伪随机数,这意味着它们并不是真正随机的,而是由算法计算出来的。但是,它们对于大多数实际应用来说已经足够随机了。

注意事项

  • 由于 Random 类使用确定性算法,因此生成不同的随机数序列的唯一方法是使用不同的种子。
  • 如果不设置种子,则 Random 类将使用系统时间作为默认种子,这可能会导致多个程序生成相同的随机数序列。
  • 为了确保生成真正的随机数,可以使用诸如 /dev/urandom 之类的外部随机性源。

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