Java 不使用任何外部函数生成随机数

这是我最近参加的一次采访中提出的问题

据我所知，两个数字之间的随机数可以如下生成

public static int rand(int low, int high) {
    return low + (int)(Math.random() * (high - low + 1));
}

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但在这里，我使用Math.random（）生成一个介于0和1之间的随机数，并使用它来帮助我生成介于低和高之间的随机数。有没有其他方法可以不使用外部函数直接执行？

您可以使用一个变量的地址，或者将更多变量的地址组合成一个更复杂的地址…

您可以获得当前的系统时间，但在大多数语言中，这也需要一个函数。

典型的伪随机数生成器根据以前的数字计算新的数字，因此理论上它们是完全确定的。唯一的随机性是通过提供良好的种子（随机数生成算法的初始化）来保证的。只要随机数不是非常安全关键的（这需要“实”随机数），这样的递归随机数生成器通常就能满足需要

一旦提供了种子，递归生成就可以在没有任何“外部”函数的情况下进行表示。有两种算法可以解决这个问题。一个很好的例子是

伪代码实现可能如下所示：

long a = 25214903917;   // These Values for a and c are the actual values found
long c = 11;            // in the implementation of java.util.Random(), see link
long previous = 0;

void rseed(long seed) {
    previous = seed;
}

long rand() {
    long r = a * previous + c;
    // Note: typically, one chooses only a couple of bits of this value, see link
    previous = r;
    return r;
}

您仍然需要为这个生成器添加一些初始值。这可以通过执行以下操作之一来完成：

long a = 25214903917;   // These Values for a and c are the actual values found
long c = 11;            // in the implementation of java.util.Random(), see link
long previous = 0;

void rseed(long seed) {
    previous = seed;
}

long rand() {
    long r = a * previous + c;
    // Note: typically, one chooses only a couple of bits of this value, see link
    previous = r;
    return r;
}

• 使用类似于当前时间的内容（在大多数非安全关键情况下，如游戏中，效果良好）
• 使用硬件噪声（有利于安全关键随机性）
• 使用一个常量（有利于调试，因为您总是得到相同的序列）
• 如果你不能使用任何函数，也不想使用一个常量种子，如果你使用的是一种允许这样做的语言，你也可以使用一些未初始化的内存。例如，在C和C++中，定义一个新变量，不要给它指派一些东西，并用它的值来生成生成器。但请注意，这远远不是一个“好种子”，只是一个黑客来满足您的要求。永远不要在真实代码中使用此选项

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请注意，没有算法，该算法可以使用相同的输入为不同的运行生成不同的值，而无需访问一些外部源，如系统环境。每个种子良好的随机数生成器都会使用一些外部源。

System.currentTimeMillis（）是否算作外部源？您始终可以获得该值，并通过某个最大值计算mod：

int rand = (int)(System.currentTimeMillis()%high)+low;

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如果允许您使用某些外部状态（例如，使用当前系统时间进行长时间初始化），则您可以在不使用外部功能的情况下执行此操作。这足以让您实现一个简单的psuedo随机数生成器

在对随机函数的每次调用中，您将使用状态创建新的随机值，并更新状态，以便后续调用得到不同的结果

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您只需使用常规Java算术和/或按位操作即可实现这一点，因此不需要外部函数。

这里我建议您使用一些带有注释的源代码，您可能会发现它们很有用：

• 系统时间：一天中单调随机。快，容易
• 鼠标点：随机但在独立系统上不有用
• 原始套接字/本地网络 （数据包的信息部分）：良好的随机技术和耗时-可以模拟攻击模式以减少随机性
• 一些带有排列的输入文本：快速、通用，也很好（在我看来）
• 由于键盘、磁盘驱动器和其他事件导致的中断计时：常见方式–如果不小心使用，则容易出错
• 另一种方法是提供模拟噪声信号：例如temp

• /proc

  文件数据：在Linux系统上。我觉得你应该用这个

  /proc/sys/kernel/random:

  此目录包含控制文件操作的各种参数

  /dev/random

  字符特殊文件

  /dev/random

  和

  /dev/uradom

  （从

  Linux开始出现）
  1.3.30

  ）提供内核随机数生成器的接口
  试试这个命令：

  $cat /dev/urandom   
  

  及

  $cat /dev/random
  

  您可以编写一个从该文件读取的文件读取函数
  阅读（也建议）：

---

`

从逻辑图

x=4x（1-x）

开始，从

0

和

1

之间的一个“非理性”

x

开始，你可以得到近似随机性（实际上是混沌的，绝对不是均匀的*）

出现“随机性”是因为浮点表示精度边缘的舍入误差

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（*）一旦知道存在倾斜，就可以撤消倾斜。

泊松随机生成器

假设我们从随机数的期望值“v”开始。然后说一个非负整数序列满足泊松分布，期望值为v，这意味着在子序列上，该值的平均值将出现“v”。 泊松分布是统计数据的一部分，详细信息可以在维基百科上找到。 但在这里，使用此功能的主要优点是： 1.只生成整数值。 2.这些整数的平均值将等于我们最初提供的值

在分数值没有意义的应用中，它很有用。同样，一分钟内抵达机场的飞机数量为2.5架（没有意义），但这意味着2分钟内有5架飞机抵达

int poissonRandom(double expectedValue) {
  int n = 0; //counter of iteration
  double limit; 
  double x;  //pseudo random number
  limit = exp(-expectedValue);
  x = rand() / INT_MAX; 
  while (x > limit) {
    n++;
    x *= rand() / INT_MAX;
  }
  return n;
}

线路

rand() / INT_MAX

应生成一个介于0和1之间的随机数。所以我们可以利用系统的时间。 秒/60将达到此目的。 我们应该使用哪个函数完全取决于应用程序。

公共类randomNumberGenerator{
public class randomNumberGenerator {

    int generateRandomNumber(int min, int max) {
        return (int) ((System.currentTimeMillis() % max) + min);
    }

    public static void main(String[] args) {
        randomNumberGenerator rn = new randomNumberGenerator();
        int cv = 0;
        int min = 1, max = 4;
        Map<Integer, Integer> hmap = new HashMap<Integer, Integer>();

        int count = min;
        while (count <= max) {
            cv = rn.generateRandomNumber(min, max);
            if ((hmap.get(cv) == null) && cv >= min && cv <= max) {
                System.out.print(cv + ",");
                hmap.put(cv, 1);
                count++;
            }
        }

    }
}

int GeneratorDomainNumber（int最小值，int最大值）{