随机数生成器在计算机编程中是一个非常重要的工具。从模拟游戏赌博到加密安全，都需要生成高质量、均匀分布的随机数，这需要使用到Java中的随机数生成器——randomJava。

本文将探索Java中的随机数生成器——randomJava，并深入了解其功能、用法和性能特征。在接下来的内容中，我们将分为以下几部分：

1. randomJava 教学

2. randomJava 用法和性能特征

3. randomJava 在应用中的用途

随机数生成器教学

在了解randomJava之前，我们需要先掌握一些基本理论，并理解什么是伪随机数生成器。伪随机数生成器是一种计算机程序，用于生成看起来是随机不相关的数列。伪随机数生成器的实现通常通过算法来实现。相比真正的随机数生成器，伪随机数生成器底层的算法会运用到确定性算法的特性，同时还受到了一些限制，将这些因素考虑在内之后，伪随机数生成器的生成序列不是真正的随机性。

Java 中的随机数生成器randomJava实际上就是伪随机数生成器。Java 中的randomJava为程序员提供了一种生成伪随机数的方式。它生成整型、浮点型和布尔型随机数。

Java中的随机数生成器，我们需要使用java.util.Random类进行操作。java.util.Random是 Java中用于生成伪随机数的类，它实现了 Java语言规范中定义的随机数生成器。

Random类有多个构造方法，可以通过不同的构造方法创建不同的种子。例如，可以使用 System.currentTimeMillis()函数为Random类提供一个种子，此种子基于当前时间的毫秒数。代码如下:

```

Random random = new Random(System.currentTimeMillis());

```

随机数生成器用法和性能特征

生成随机数的方法有很多，但是在 Java 中我们需要使用 random 对象创建一个Random类的实例。这里我们将介绍几个Random类中的方法。

1. nextInt()：生成随机整数

```

int num = random.nextInt();

```

调用nextInt()方法将生成随机整数。默认情况下，它将返回一个整数，如果 -n <= num <= (n-1) ，那么这个方法将会在所有 int值之间等概率地随机。可以使用重载方法nextInt(int n)，sig为1，随后引发一个IllegalArgumentException异常，它表示n必须是正数。如果sig为正数，则使用从0开始到n之间的数字来生成一个随机数。例如，nextInt(n)生成从0到n-1之间的随机数。

2. nextDouble()：生成随机浮点数

```

double num = random.nextDouble();

```

调用nextDouble()方法将生成0.0到1.0之间的双精度浮点数。

3. nextBoolean()：生成随机布尔值

```

boolean bool = random.nextBoolean();

```

调用nextBoolean()方法将生成随机布尔值（true或false）。

4. setSeed()：设置随机种子

```

random.setSeed(123);

```

使用setSeed()方法可以在时间上发生改变时重新生成随机序列。这将基于您指定的种子，也可以基于当前的时间（在Java处理中通常是使用java.util.Calendar类）。

5. nextBytes(byte[] bytes)：生成随机字节数组

```

byte[] result = new byte[25];

random.nextBytes(result);

```

调用nextBytes(byte[] bytes)方法将生成byte类型的随机数组。字节数组中的每个字节都将被填入随机生成的数字。最后，此方法将用无符号数字填充缓冲区。

当然，随机数生成器的性能是非常重要的。Java中的随机数生成器randomJava是高效的。在接下来的部分中，我们将更加详细地了解它的实现和性能特征。

Random 类是线程安全的，并且其性能很高，大多数用例不需要自定义随机数生成器。但是，如果需要不同的种子，请确保不要将相同的种子传递给多个Random实例。如果需要自定义随机数生成器，则可以拓展Random类。例如，如果要生成连续的随机数，则可以使用以下代码实现。

```

public class ContinuousRandom extends Random {

private double last;

public ContinuousRandom() {

this.last = super.nextDouble();

}

public double nextDouble() {

return (last = super.nextDouble());

}

}

```

这种自定义生成器生成的浮点数值依次递增。因此，避免使用连续随机值是很重要的。

随机数生成器在应用中的用途

在 Java应用程序中，随机数生成器有许多实用的用途。以下是一些常见用途。

1. 游戏和模拟

游戏和模拟是随机数生成器的一个很常见的应用。生产游戏和模拟中的随机性是游戏和交互式应用的必备属性。

2. 数据加密

生成加密密钥和初始化向量是另一个常见用途。加密的安全性依赖于随机性，因此，使用高质量的随机数生成器是加强安全性的必备条件。

3. 投票和广告

投票和广告经常使用随机数生成器选择获奖者。这个过程为每个条目赋予同等的权重，以达到公平性。可以使用Java的随机数生成器实现这一点。

4. 翻译机

在自然语言处理中，随机数生成器可以用于生成翻译后的句子。例如，生成一组随机的动词、名词和形容词，然后使用这些单词每次翻译。这些随机词汇可以作为翻译方案之一，确保各种翻译方法得到抽样和评估。

总结

本文介绍了Java中的随机数生成器——randomJava。我们学习了如何生成随机整数、浮点数、布尔值和随机字节数组；介绍了如何设置随机种子和自定义随机数生成器。我们还探讨了在 Java应用程序中使用随机数生成器的一些实用用途，如游戏和模拟、数据加密、投票和广告、翻译机等。随机数生成器是一个重要的工具，它为应用程序提供了随机性和不确定性，是许多编程任务的关键组成部分。