Java 随机数学生成算法不起作用

请注意，问题标题为：

Random math question generation algorithm not working

因为我不能在问题标题中输入“问题”

---

因此，我正在编写一个android应用程序，通过向孩子们提问来帮助他们学习数学。他们可以随意更改位数和操作类型。我现在对我编写的生成随机问题的算法感到困惑。如果使用相同的问题选项，则每次都会生成相同的问题。关于问题选项

number of digits: 1
operation: +

number of digits: 2
operation: +

number of digits: 3
operation: +

number of digits: 2
operation: +

它总是10+10

问题选项

number of digits: 1
operation: +

number of digits: 2
operation: +

number of digits: 3
operation: +

number of digits: 2
operation: +

它总是11+11

问题选项

number of digits: 1
operation: +

number of digits: 2
operation: +

number of digits: 3
operation: +

number of digits: 2
operation: +

它总是8+8

问题选项

number of digits: 1
operation: +

number of digits: 2
operation: +

number of digits: 3
operation: +

number of digits: 2
operation: +

它总是11+11

尽管其他操作类型（-，+/-，*）的随机性稍高，但其中一个操作数始终相同。1位是10，2位是11，3位是8

下面是我的算法：

public void generateAQuestion () {
    switch (options.getOperationType ()) {
        case ADDITION:
            current = generateAddition ();
            break;
        case SUBTRACTION:
            current = generateSubtraction ();
            break;
        case ADD_AND_SUB:
            current = generateAddAndSub ();
            break;
        case MULTIPLICATION:
            current = generateMultiplication ();;
            break;
    }
}

private int generateNumberWithDigitCount () {
    int minValue = 10 ^ (options.getDigitCount () - 1);
    int maxValue = 10 ^ options.getDigitCount () - 1;
    Random r = new Random ();
    return r.nextInt (maxValue - minValue + 1) + minValue;
}

private Question generateAddition () {
    int operand1, operand2;
    operand1 = generateNumberWithDigitCount ();
    operand2 = generateNumberWithDigitCount ();
    return new Question (operand1, operand2);
}

private Question generateSubtraction () {
    int operand1 = generateNumberWithDigitCount ();
    Random r = new Random ();
    int operand2 = -(r.nextInt (operand1));
    return new Question (operand1, operand2);
}

private Question generateAddAndSub () {
    Question firstPart;
    if (Math.random () > 0.5) {
        firstPart = generateAddition ();
    } else {
        firstPart = generateSubtraction ();
    }
    int[] operands = new int[3];
    operands[0] = firstPart.getOperands ()[0];
    operands[1] = firstPart.getOperands ()[1];

    if (Math.random () > 0.5) {
        Random r = new Random ();
        operands[2] = -(r.nextInt (firstPart.getAnswer ()));
    } else {
        operands[2] = generateNumberWithDigitCount ();
    }

    return new Question (operands);
}

private MultiplicationQuestion generateMultiplication () {
    return new MultiplicationQuestion (generateNumberWithDigitCount (), generateNumberWithDigitCount ());
}

private int[] generateAnswers (int correctAnswer) {
    int[] answers = new int[4];
    Random r = new Random ();
    int correctAnswerIndex = r.nextInt (4);
    answers[correctAnswerIndex] = correctAnswer;
    for (int i = 0 ; i < answers.length ; i++) {
        if (i == correctAnswerIndex) {
            continue;
        }

        if (Math.random () > 0.5) {
            answers[i] = correctAnswer + (i + 1);
        } else {
            int candidate = correctAnswer - (i + 1);
            if (candidate < 0) {
                candidate = correctAnswer + i + 5;
            }
            answers[i] = candidate;
        }
    }
    return answers;
}

public void generateAQuestion（）{
开关（options.getOperationType（））{
案例补充：
当前=生成条件（）；
打破
案例减法：
电流=发电机牵引力（）；
打破
案例添加_和_子：
当前=GeneratedAndSub（）；
打破
大小写乘法：
当前=generateMultiplication（）；；
打破
}
}
私有int generateNumberWithDigitCount（）{
int minValue=10^（options.getDigitCount（）-1）；
int maxValue=10^options.getDigitCount（）-1；
Random r=新的Random（）；
返回r.nextInt（maxValue-minValue+1）+minValue；
}
私有问题生成条件（）{
整数操作数1，操作数2；
操作数1=generateNumberWithDigitCount（）；
操作数2=generateNumberWithDigitCount（）；
返回新问题（操作数1、操作数2）；
}
私有问题生成subtraction（）{
int operan1=generateNumberWithDigitCount（）；
Random r=新的Random（）；
整数操作数2=-（r.nextInt（操作数1））；
返回新问题（操作数1、操作数2）；
}
私人问题GeneratedAndSub（）{
问题第一部分；
if（Math.random（）>0.5）{
第一部分=生成条件（）；
}否则{
第一部分=发电机牵引力（）；
}
int[]操作数=新的int[3]；
操作数[0]=firstPart.getoperans（）[0]；
操作数[1]=firstPart.getoperans（）[1]；
if（Math.random（）>0.5）{
Random r=新的Random（）；
操作数[2]=-（r.nextInt（firstPart.getAnswer（））；
}否则{
操作数[2]=GenerateEnumberWithDigitCount（）；
}
返回新问题（操作数）；
}
私有乘法问题生成乘法（）{
返回新的乘法问题（GenerateEnumberWithDigitCount（），GenerateEnumberWithDigitCount（））；
}
私有int[]生成应答器（int correctAnswer）{
int[]答案=新的int[4]；
Random r=新的Random（）；
int correctAnswerIndex=r.nextInt（4）；
答案[correctAnswerIndex]=正确答案；
for（int i=0；i0.5）{
答案[i]=正确答案+（i+1）；
}否则{
int候选者=正确答案-（i+1）；
if（候选者<0）{
候选人=正确答案+i+5；
}
答案[i]=候选人；
}
}
返回答案；
}

注意：

options

是问题选项，它的方法是自解释的，你可以得到它。不要关心

问题

和

乘法问题

的构造函数，它们是无关的

---

我不知道我做错了什么，一切对我都有意义。我做错了什么？

Random r=new Random（）重新初始化生成器

这样做一次，而不是每次你需要一个数字。否则会破坏生成器的统计特性

然后将
minValue
和
maxValue
值分开，使它们具有不同的值，目前它们相等，并且可能由于误用XOR运算符而没有意义
^
这里的错误在于使用10^选项。获取。。。
这与power不同，您可以依次使用Math.pow（10，options.get…）

您遇到的问题是，^运算符在本例中不充当指数模：）

编辑代码

int minValue = (int)(Math.pow(10, (options.getDigitCount () - 1));
int maxValue = (int)(Math.pow(10, options.getDigitCount ())-1;

我完全理解你为什么会弄错，因为很多数学课都讲，^符号表示幂
^
是Java中的异或运算符。鉴于此，最大值和最小值的表达式没有意义。
运算符
^
不是用于取幂，而是用于按位异或

有一个字段：

private Random rand = new Random();

private int generateNumberWithDigitCount () {
    int pow10max = 1;
    for (int digits = options.getDigitCount(); digits > 0; --digits) {
        pow10max *= 10;
    }
    int pow10min = pow10max / 10;
    return pow10min - rand.nextInt(pow10max - pow10min);
}

new Random（）
应该使用在过去的实例化中不太可能使用的种子，根据文档…它仍然完全破坏生成器的统计属性。我同意。我本想在评论中指出这一点，但我觉得这本身并不是问题的答案。关于最小值和最大值的观点更有可能是根本原因。我两个都引用了。但我认为滥用随机生成器要糟糕得多。（而且@TDG在我之前就发现了；-）@Bathsheba，“你破坏了统计特性”。为什么？
nextInt（2）
返回1的几率始终为50%。检查此项：可能重复，因此将标题更改为“随机数学问题生成…”@JimMischel问题标题上不允许使用“问题”一词我意识到这一点。我建议用“问题”这个词来代替“问题”。等等，我以为java中有指数。。。^来自另一种语言还是什么？我又在使用C#了吗？可能是针对C#的，但正如Henry所说，它是java的XOR运算符
^
在大多数Basicglad方言中都意味着求幂，这对程序来说是个好主意btw sweeper这是一个很好的答案（加上一个），但一定不要多次初始化生成器。