使用Java函数进行随机数生成的示例

在Java编程中，有时需要使用随机数生成来模拟随机事件或生成随机数据。Java提供了许多用于生成随机数的函数，包括Math.random()、Random类等。本文将介绍Java中如何使用这些函数进行随机数生成，并给出实际应用的示例。

1. Math.random()

Math.random()是Java中最基本的生成随机数的函数，返回一个0~1之间的伪随机 double 值。下面是一个简单的示例：

public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 生成一个0~1之间的随机数
        double randomNum = Math.random();
        System.out.println("随机数：" + randomNum);
    }
}

输出：

随机数：0.7872737536097497

如果想生成一个指定范围内的随机数，可以使用下面的公式：

Math.random() * (max - min) + min

其中，max和min分别为范围的上限和下限。下面是一个生成1到100之间随机数的示例：

public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 生成1~100之间的随机数
        int randomNum = (int) (Math.random() * 100) + 1;
        System.out.println("随机数：" + randomNum);
    }
}

输出：

随机数：64

2. Random类

除了Math.random()，Java还提供了Random类来生成随机数。Random类封装了生成随机数的算法，可以更加灵活地控制随机数的生成。下面是一个简单使用Random类生成随机数的示例：

public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        // 生成一个0~99之间的随机数
        int randomNum = random.nextInt(100);
        System.out.println("随机数：" + randomNum);
    }
}

输出：

随机数：78

与Math.random()不同，Random类可以指定随机数的种子，从而可以重复生成相同的随机数序列。下面是一个指定种子生成随机数的示例：

public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        Random random1 = new Random(111);
        Random random2 = new Random(111);
        // 生成10个0~999之间的随机数
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("随机数1：" + random1.nextInt(1000) + "，随机数2：" + random2.nextInt(1000));
        }
    }
}

输出：

随机数1：319，随机数2：319
随机数1：680，随机数2：680
随机数1：276，随机数2：276
随机数1：856，随机数2：856
随机数1：104，随机数2：104
随机数1：176，随机数2：176
随机数1：436，随机数2：436
随机数1：898，随机数2：898
随机数1：956，随机数2：956
随机数1：207，随机数2：207

可以看到，设置相同的种子会得到相同的随机数序列。

3. 示例：猜数字小游戏

随机数生成在实际开发中有许多应用，下面给出一个简单的猜数字小游戏的示例。游戏规则如下：

- 系统随机生成一个1~100之间的整数；

- 玩家通过输入数字猜测该数值；

- 系统提示玩家猜大了或猜小了，直到玩家猜中为止；

- 玩家可以选择重新开始或结束游戏。

下面是完整代码：

import java.util.Scanner;
import java.util.Random;

public class GuessNumberGame {
    public static void main(String[] args) {
        int numToGuess, guessNum, guessCount = 0;
        char playAgain = 'y';
        Random random = new Random();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (playAgain == 'y') {
            System.out.println("欢迎来到猜数字游戏！");
            // 生成1~100之间的随机数
            numToGuess = random.nextInt(100) + 1;
            while (true) {
                System.out.print("请输入一个1~100之间的整数：");
                guessNum = scanner.nextInt();
                guessCount++;
                if (guessNum < numToGuess) {
                    System.out.println("你猜小了，请重试。");
                } else if (guessNum > numToGuess) {
                    System.out.println("你猜大了，请重试。");
                } else {
                    System.out.println("恭喜你，猜中了！你用了" + guessCount + "次机会。");
                    break;
                }
            }
            System.out.print("是否再来一局？(y/n)");
            playAgain = scanner.next().charAt(0);
            guessCount = 0;
        }
        scanner.close();
        System.out.println("游戏结束，欢迎再来！");
    }
}

输出示例：

欢迎来到猜数字游戏！
请输入一个1~100之间的整数：50
你猜小了，请重试。
请输入一个1~100之间的整数：75
你猜大了，请重试。
请输入一个1~100之间的整数：60
你猜大了，请重试。
请输入一个1~100之间的整数：55
你猜小了，请重试。
请输入一个1~100之间的整数：57
你猜小了，请重试。
请输入一个1~100之间的整数：58
恭喜你，猜中了！你用了6次机会。
是否再来一局？(y/n)y
欢迎来到猜数字游戏！
请输入一个1~100之间的整数：50
你猜小了，请重试。
请输入一个1~100之间的整数：75
你猜大了，请重试。
请输入一个1~100之间的整数：63
你猜小了，请重试。
请输入一个1~100之间的整数：69
你猜小了，请重试。
请输入一个1~100之间的整数：71
你猜大了，请重试。
请输入一个1~100之间的整数：70
恭喜你，猜中了！你用了6次机会。
是否再来一局？(y/n)n
游戏结束，欢迎再来！

通过这个小游戏的例子，可以看到随机数生成和控制流语句的应用。