java隨機抽取指定范圍不重復的數(shù)字
本文給大家介紹如何在JAVA中實現(xiàn)隨機無重復數(shù)字的功能。如果您是初學者的話，有必要看一看這篇文章，因為這個功能一般會在面試中遇到。包括我本人在招聘人員的時候也喜歡拿這個問題去問別人，主要看一看考慮問題的模式和基礎知識如何。
希望這篇文章能給初次接觸的朋友一些幫助，因為我曾接觸過一些朋友要么寫不出來，要么使用很平鋪的思維方式去實現(xiàn)它。
一般有點開發(fā)經(jīng)驗的朋友都能實現(xiàn)這樣的功能，只不過是效率上的問題。我們一般在面對這樣的問題時，總會平鋪直序的聯(lián)想到，先生成一個數(shù)組，然后在一個循環(huán)中向數(shù)組中添加隨機數(shù)字，在添加數(shù)字的過程中先查找一下數(shù)組中是否存在這個數(shù)字，如果不存在這個數(shù)字就直接添加到數(shù)組中；如果存在這個數(shù)字就不添加。我們一般都是這樣考慮問題的，這樣考慮也能實現(xiàn)功能，我剛才也說了，只不過是效率上的問題。
為了更好地理解這個題意，我們先來看下具體內容：生成一個1-100的隨機數(shù)組，但數(shù)組中的數(shù)字不能重復，即位置是隨機的，但數(shù)組元素不能重復。
在這里呢，沒有給我們規(guī)定數(shù)組的長度，我們可以讓它是1-100之間的任意長度。
接下來讓我們看一下幾種實現(xiàn)方法并對這幾種方法作個對比。
通常我們會使用ArrayList或數(shù)組來實現(xiàn)，先來看下ArrayList實現(xiàn)過程，如下面代碼所示：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
/**
* 使用ArrayList實現(xiàn)
* @Description:
* @File: Demo.java
* @Package None
* @Author Hanyonglu
* @Date 2012-10-18 下午06:16:55
* @Version V1.0
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Object[] values = new Object[20];
Random random = new Random();
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
for(int i = 0; i < values.length;i++){
int number = random.nextInt(100) + 1;
if(!list.contains(number)){
list.add(number);
}
}
values = list.toArray();
// 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù)
for(int i = 0;i < values.length;i++){
System.out.print(values[i] + "\t");
if(( i + 1 ) % 10 == 0){
System.out.println("\n");
}
}
}
}
使用數(shù)組實現(xiàn)的過程如下所示代碼：
import java.util.Random;
/**
* 使用數(shù)組實現(xiàn)
* @Description:
* @File: Demo4.java
* @Package None
* @Author Hanyonglu
* @Date 2012-10-18 下午06:27:38
* @Version V1.0
*/
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) {
int[] values = new int[20];
Random random = new Random();
for(int i = 0;i < values.length;i++){
int number = random.nextInt(100) + 1;
for(int j = 0;j <= i;j++){
if(number != values[j]){
values[i]=number;
}
}
}
// 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù)
for(int i = 0;i < values.length;i++){
System.out.print(values[i] + "\t");
if(( i + 1 ) % 10 == 0){
System.out.println("\n");
}
}
}
}
上面這兩個實現(xiàn)過程效率比較低的。因為在每次添加時都要去遍歷一下當前列表中是否存在這個數(shù)字，時間復雜度是O(N^2)。我們可以這樣思考一下：既然涉及到無重復，我們可以想一下HashSet和HashMap的功能。HashSet實現(xiàn)Set接口，Set在數(shù)學上的定義就是無重復，無次序的集合。而HashMap實現(xiàn)Map，也是不允許重復的Key。這樣我們可以使用HashMap或HashSet來實現(xiàn)。
在使用HashMap實現(xiàn)時，只需要將它的key轉化成數(shù)組就Ok了，如下代碼：
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Random;
import java.util.Map.Entry;
/**
* 使用HashMap實現(xiàn)
* @Description:
* @File: Demo.java
* @Package None
* @Author Hanyonglu
* @Date 2012-10-18 下午06:12:50
* @Version V1.0
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
int n = 0;
Object[] values = new Object[20];
Random random = new Random();
HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<Object, Object>();
// 生成隨機數(shù)字并存入HashMap
for(int i = 0;i < values.length;i++){
int number = random.nextInt(100) + 1;
hashMap.put(number, i);
}
// 從HashMap導入數(shù)組
values = hashMap.keySet().toArray();
// 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù)
for(int i = 0;i < values.length;i++){
System.out.print(values[i] + "\t");
if(( i + 1 ) % 10 == 0){
System.out.println("\n");
}
}
// Iterator iter = hashMap.entrySet().iterator();
// // 遍歷HashMap
// while (iter.hasNext()) {
// Entry<Integer, Integer> entry = (Entry)iter.next();
// int key = entry.getKey();
// n++;
//
// System.out.print(key + "\t");
//
// if(n % 10 == 0){
// System.out.println("\n");
// }
// }
}
}
由于HashSet和HashMap的關系太近了，HashSet在底層就是用HashMap來實現(xiàn)的，只不過沒有Value的集合，只有一個Key的集合，所以也可使用HashSet來實現(xiàn)，如下代碼：
import java.util.HashSet;
import java.util.Random;
/**
* 使用HashSet實現(xiàn)
* @Description:
* @File: Test.java
* @Package None
* @Author Hanyonglu
* @Date 2012-10-18 下午06:11:41
* @Version V1.0
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Random random = new Random();
Object[] values = new Object[20];
HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>();
// 生成隨機數(shù)字并存入HashSet
for(int i = 0;i < values.length;i++){
int number = random.nextInt(100) + 1;
hashSet.add(number);
}
values = hashSet.toArray();
// 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù)
for(int i = 0;i < values.length;i++){
System.out.print(values[i] + "\t");
if(( i + 1 ) % 10 == 0){
System.out.println("\n");
}
}
}
}
這樣實現(xiàn)效率稍微好些。如果給我們限定了數(shù)組的長度，只需要變換下for循環(huán)，設置成whlie循環(huán)就可以了。如下所示：
import java.util.HashSet;
import java.util.Random;
/**
* 使用HashSet實現(xiàn)
* @Description:
* @File: Test.java
* @Package None
* @Author Hanyonglu
* @Date 2012-10-18 下午05:11:41
* @Version V1.0
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Random random = new Random();
Object[] values = new Object[20];
HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>();
// 生成隨機數(shù)字并存入HashSet
while(hashSet.size() < values.length){
hashSet.add(random.nextInt(100) + 1);
}
values = hashSet.toArray();
// 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù)
for(int i = 0;i < values.length;i++){
System.out.print(values[i] + "\t");
if(( i + 1 ) % 10 == 0){
System.out.println("\n");
}
}
}
}
我們可以把數(shù)組的長度設置成100，檢驗下運行效果，如下圖所示：
以上幾種相比較而言，使用HashMap的效率是比較高的，其實是HashSet，再次是數(shù)組，最后是ArrayList。如果我們生成10000個數(shù)據(jù)將會發(fā)現(xiàn)，使用HashMap花費時間是：0.05s，HashSet是0.07s，數(shù)組是：0.20s，而ArrayList是0.25s。有興趣的可以設置下時間查看一下。
當然了，除了使用HashMap實現(xiàn)外，還有其它高效的方法。比如，我們可以把1-100這些數(shù)字存儲在一個數(shù)組中，然后在for循環(huán)中隨機產生兩個下標，如果這兩個下標不相等的話，可以交換數(shù)組中的元素，實現(xiàn)過程如下所示：
import java.util.Random;
/**
* 隨機調換位置實現(xiàn)
* @Description:
* @File: Demo4.java
* @Package None
* @Author Hanyonglu
* @Date 2012-10-18 下午06:54:06
* @Version V1.0
*/
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) {
int values[] = new int[100];
int temp1,temp2,temp3;
Random r = new Random();
for(int i = 0;i < values.length;i++){
values[i] = i + 1;
}
//隨機交換values.length次
for(int i = 0;i < values.length;i++){
temp1 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //隨機產生一個位置
temp2 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //隨機產生另一個位置
if(temp1 != temp2){
temp3 = values[temp1];
values[temp1] = values[temp2];
values[temp2] = temp3;
}
}
// 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù)
for(int i = 0;i < 20;i++){
System.out.print(values[i] + "\t");
if(( i + 1 ) % 10 == 0){
System.out.println("\n");
}
}
}
}
這種方法也是比較高效的，如果生成10000個數(shù)據(jù)，那么它所用的時間是0.054s。
在數(shù)組中利用坐標來實現(xiàn)的基礎上可以變換更多相關的解決方法，具體地可以查閱相關資料。
以上是關于在JAVA中實現(xiàn)隨機無重復數(shù)字的功能，當然方法也不僅限于這么幾種，還有其它的實現(xiàn)方法。希望能對接觸不久的朋友有所幫助，也希望能夠起到拋磚引玉的作用。
原文網(wǎng)址：http://www.cnblogs.com/hanyonglu/archive/2012/10/18/2730007.html
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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