java随机抽取指定范围不重复的数字

java随机抽取指定范围不重复的数字

本文给大家介绍如何在java中实现随机无重复数字的功能。如果您是初学者的话，有必要看一看这篇文章，因为这个功能一般会在面试中遇到。包括我本人在招聘人员的时候也喜欢拿这个问题去问别人，主要看一看考虑问题的模式和基础知识如何。

希望这篇文章能给初次接触的朋友一些帮助，因为我曾接触过一些朋友要么写不出来，要么使用很平铺的思维方式去实现它。

一般有点开发经验的朋友都能实现这样的功能，只不过是效率上的问题。我们一般在面对这样的问题时，总会平铺直序的联想到，先生成一个数组，然后在一个循环中向数组中添加随机数字，在添加数字的过程中先查找一下数组中是否存在这个数字，如果不存在这个数字就直接添加到数组中；如果存在这个数字就不添加。我们一般都是这样考虑问题的，这样考虑也能实现功能，我刚才也说了，只不过是效率上的问题。

为了更好地理解这个题意，我们先来看下具体内容：生成一个1-100的随机数组，但数组中的数字不能重复，即位置是随机的，但数组元素不能重复。

在这里呢，没有给我们规定数组的长度，我们可以让它是1-100之间的任意长度。

接下来让我们看一下几种实现方法并对这几种方法作个对比。

通常我们会使用ArrayList或数组来实现，先来看下ArrayList实现过程，如下面代码所示：

import java.util.ArrayList;

import java.util.Random;

/**

* 使用ArrayList实现

* @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 list = new ArrayList();

for(int i = 0; i < values.length;i++){

int number = random.nextInt(100) + 1;

if(!list.contains(number)){

list.add(number);

}

}

values = list.toArray();

// 遍历数组并打印数据

for(int i = 0;i < values.length;i++){

System.out.print(values[i] + "\t");

if(( i + 1 ) % 10 == 0){

System.out.println("\n");

}

}

}

}

使用数组实现的过程如下所示代码：

import java.util.Random;

/**

* 使用数组实现

* @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;

}

}

}

// 遍历数组并打印数据

for(int i = 0;i < values.length;i++){

System.out.print(values[i] + "\t");

if(( i + 1 ) % 10 == 0){

System.out.println("\n");

}

}

}

}

上面这两个实现过程效率比较低的。因为在每次添加时都要去遍历一下当前列表中是否存在这个数字，时间复杂度是O(N^2)。我们可以这样思考一下：既然涉及到无重复，我们可以想一下HashSet和HashMap的功能。HashSet实现Set接口，Set在数学上的定义就是无重复，无次序的集合。而HashMap实现Map，也是不允许重复的Key。这样我们可以使用HashMap或HashSet来实现。

在使用HashMap实现时，只需要将它的key转化成数组就Ok了，如下代码：

import java.util.HashMap;

import java.util.Iterator;

import java.util.Random;

import java.util.Map.Entry;

/**

* 使用HashMap实现

* @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

// 生成随机数字并存入HashMap

for(int i = 0;i < values.length;i++){

int number = random.nextInt(100) + 1;

hashMap.put(number, i);

}

// 从HashMap导入数组

values = hashMap.keySet().toArray();

// 遍历数组并打印数据

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();

// // 遍历HashMap

// while (iter.hasNext()) {

// Entry entry = (Entry)iter.next();

// int key = entry.getKey();

// n++;

//

// System.out.print(key + "\t");

//

// if(n % 10 == 0){

// System.out.println("\n");

// }

// }

}

}

由于HaInGDkashSet和HashMap的关系太近了，HashSet在底层就是用HashMap来实现的，只不过没有Value的集合，只有一个Key的集合，所以也可使用HashSet来实现，如下代码：

import java.util.HashSet;

import java.util.Random;

/**

* 使用HashSet实现

* @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 hashSet = new HashSet();

// 生成随机数字并存入HashSet

for(int i = 0;i < values.length;i++){

int number = random.nextInt(100) + 1;

hashSet.add(number);

}

values = hashSet.toArray();

// 遍历数组并打印数据

for(int i = 0;i < values.length;i++){

System.out.print(values[i] + "\t");

if(( i + 1 ) % 10 == 0){

System.out.println("\n");

}

}

}

}

这样实现效率稍微好些。如果给我们限定了数组的长度，只需要变换下for循环，设置成whlie循环就可以了。如下所示：

import java.util.HashSet;

import java.util.Random;

/**

* 使用HashSet实现

* @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 hashSet = new HashSet();

// 生成随机数字并存入HashSet

while(hashSet.size() < values.length){

hashSet.add(random.nextInt(100) + 1);

}

values = hashSet.toArray();

// 遍历数组并打印数据

for(int i = 0;i < values.length;i++){

System.out.print(values[i] + "\t");

if(( i + 1 ) % 10 == 0){

System.out.println("\n");

}

}

}

}

我们可以把数组的长度设置成100，检验下运行效果，如下图所示：

以上几种相比较而言，使用HashMap的效率是比较高的，其实是HashSet，再次是数组，最后是ArrayList。如果我们生成10000个数据将会发现，使用HashMap花费时间是：0.05s，HashSet是0.07s，数组是：0.20s，而ArrayList是0.25s。有兴趣的可以设置下时间查看一下。

当然了，除了使用HashMap实现外，还有其它高效的方法。比如，我们可以把1-100这些数字存储在一个数组中，然后在for循环中随机产生两个下标，如果这两个下标不相等的话，可以交换数组中的元素，实现过程如下所示：

import java.util.Random;

/**

* 随机调换位置实现

* @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;

}

//随机交换values.length次

for(int i = 0;i < values.length;i++){

temp1 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //随机产生一个位置

temp2 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //随机产生另一个位置

if(temp1 != temp2){

temp3 = values[temp1];

values[temp1] = values[temp2];

values[temp2] = temp3;

}

}

// 遍历数组并打印数据

for(int i = 0;i < 20;i++){

System.out.print(values[i] + "\t");

if(( i + 1 ) % 10 == 0){

System.out.println("\n");

}

}

}

}

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