摘要：

在Java開發(fā)中，生成不重復(fù)的隨機(jī)數(shù)是常見的需求，例如抽獎(jiǎng)、隨機(jī)抽樣等場(chǎng)景。本文提供四種高效實(shí)現(xiàn)方案，涵蓋不同范圍與數(shù)據(jù)量的場(chǎng)景，并附完整代碼示例。

 一、需求場(chǎng)景分析

生成不重復(fù)隨機(jī)數(shù)的核心問(wèn)題是“如何避免重復(fù)”。根據(jù)不同的范圍與生成數(shù)量，我們需要選擇不同的策略：

-范圍小且需全覆蓋（如1~100）：適合預(yù)生成后打亂順序。

-范圍大但數(shù)量少（如1~100000取10個(gè)）：適合動(dòng)態(tài)生成并去重。

-中等范圍動(dòng)態(tài)生成（如1~1000取100個(gè)）：適合逐步移除已選值。

 二、具體實(shí)現(xiàn)方法

方法1：使用`Collections.shuffle`打亂順序

適用場(chǎng)景：固定范圍內(nèi)生成所有值的不重復(fù)序列（如洗牌算法）。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class ShuffleDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int min = 1, max = 100;
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        for (int i = min; i <= max; i++) {
            numbers.add(i);
        }
        Collections.shuffle(numbers); // 關(guān)鍵：隨機(jī)打亂順序
        
        // 獲取前10個(gè)不重復(fù)值
        numbers.stream().limit(10).forEach(System.out::println);
    }
}

優(yōu)點(diǎn)：時(shí)間復(fù)雜度O(n)，效率極高。  

缺點(diǎn)：需預(yù)先生成所有值，內(nèi)存占用高。

方法2：通過(guò)`Set`去重

適用場(chǎng)景：從大范圍中生成少量隨機(jī)數(shù)（如從1~100000中取10個(gè)）。

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;
import java.util.Set;

public class SetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int min = 1, max = 100_000, count = 10;
        Set<Integer> uniqueNumbers = new HashSet<>();
        Random random = new Random();

        while (uniqueNumbers.size() < count) {
            int num = random.nextInt(max - min + 1) + min;
            uniqueNumbers.add(num); // Set自動(dòng)去重
        }

        uniqueNumbers.forEach(System.out::println);
    }
}

優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)存占用低。  

缺點(diǎn)：生成數(shù)量接近范圍上限時(shí)性能驟降。

方法3：動(dòng)態(tài)移除已選值

適用場(chǎng)景：中等范圍動(dòng)態(tài)生成（如從1~1000中取500個(gè)）。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

public class PoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int min = 1, max = 1000, count = 10;
        List<Integer> pool = new ArrayList<>();
        for (int i = min; i <= max; i++) {
            pool.add(i);
        }

        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            int index = random.nextInt(pool.size());
            int num = pool.remove(index); // 移除已選值
            System.out.println(num);
        }
    }
}

優(yōu)點(diǎn)：避免重復(fù)碰撞問(wèn)題。  

缺點(diǎn)：頻繁操作List可能導(dǎo)致性能下降。

方法4：Java 8 Stream API（簡(jiǎn)潔寫法）

適用場(chǎng)景：快速生成少量不重復(fù)值。

import java.util.Random;
import java.util.stream.IntStream;

public class StreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int min = 1, max = 100, count = 10;
        Random random = new Random();

        IntStream.generate(() -> random.nextInt(max - min + 1) + min)
                .distinct()     // 去重
                .limit(count)   // 限制數(shù)量
                .forEach(System.out::println);
    }
}

優(yōu)點(diǎn)：代碼簡(jiǎn)潔，適合函數(shù)式編程。  

缺點(diǎn)：不適用于生成數(shù)量接近范圍上限的場(chǎng)景。

三、性能與注意事項(xiàng)

1. 范圍與數(shù)量的關(guān)系**：必須滿足 `count ≤ (max - min + 1)`，否則代碼會(huì)陷入死循環(huán)。

2. 線程安全：多線程環(huán)境下建議使用 `ThreadLocalRandom`。

3. 性能對(duì)比：

   - 最優(yōu)場(chǎng)景：`Collections.shuffle` > 動(dòng)態(tài)移除 > Set > Stream

   - 最差場(chǎng)景：（如生成999/1000個(gè)值）：動(dòng)態(tài)移除 > `Collections.shuffle` > Set > Stream

四、總結(jié)

| 方法                | 適用場(chǎng)景                                            | 推薦指數(shù) |

| `Collections.shuffle`  | 小范圍全覆蓋                            | ????   |
| `Set`去重                   | 大范圍取少量值                        | ???     |
| 動(dòng)態(tài)移除                   | 中等范圍動(dòng)態(tài)取值                     | ????   |
| Stream API               | 代碼簡(jiǎn)潔且數(shù)量遠(yuǎn)小于范圍       | ??      |

建議根據(jù)實(shí)際需求選擇最合適的方法，避免因算法選擇不當(dāng)導(dǎo)致性能問(wèn)題。

到此這篇關(guān)于Java中生成不重復(fù)隨機(jī)數(shù)的四種方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java生成不重復(fù)隨機(jī)數(shù)方法內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！