Java 中實(shí)現(xiàn)隨機(jī)無重復(fù)數(shù)字的方法
一般有點(diǎn)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的朋友都能實(shí)現(xiàn)這樣的功能,只不過是效率上的問題。我們一般在面對這樣的問題時,總會平鋪直序的聯(lián)想到,先生成一個數(shù)組,然后在一個循環(huán)中向數(shù)組中添加隨機(jī)數(shù)字,在添加數(shù)字的過程中先查找一下數(shù)組中是否存在這個數(shù)字,如果不存在這個數(shù)字就直接添加到數(shù)組中;如果存在這個數(shù)字就不添 加。我們一般都是這樣考慮問題的,這樣考慮也能實(shí)現(xiàn)功能,我剛才也說了,只不過是效率上的問題。
為了更好地理解這個題意,我們先來看下具體內(nèi)容:生成一個1-100 的隨機(jī)數(shù)組,但數(shù)組中的數(shù)字不能重復(fù),即位置是隨機(jī)的,但數(shù)組元素不能重復(fù)。在這里,沒有給我們規(guī)定數(shù)組的長度,我們可以讓它是1-100之間的任意長度。
接下來讓我們看一下如何更好地實(shí)現(xiàn)它,通常我們會使用 ArrayList 來實(shí)現(xiàn),如下面代碼所示:
package cn.sunzn.randomnumber;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Object[] values = new Object[20];
Random random = new Random();
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
for (int i = 0; i < values.length; i++) {
int number = random.nextInt(100) + 1;
if (!list.contains(number)) {
list.add(number);
}
}
values = list.toArray();
/********** 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù) **********/
for (int i = 0; i < values.length; i++) {
System.out.print(values[i] + "\t");
if ((i + 1) % 10 == 0) {
System.out.println("\n");
}
}
}
}
上面這個實(shí)現(xiàn)過程效率比較低的。因?yàn)樵诿看翁砑訒r都要去遍歷一下當(dāng)前列表中是否存在這個數(shù)字,時間復(fù)雜度是 O(N^2)。我們可以這樣思考一下:既然涉及到無重復(fù),我們可以想一下 HashSet 和 HashMap 的功能。HashSet 實(shí)現(xiàn) Set 接口,Set 在數(shù)學(xué)上的定義就是無重復(fù),無次序的集合。而 HashMap 實(shí)現(xiàn) Map,也是不允許重復(fù)的 Key。這樣我們可以使用 HashMap 或 HashSet 來實(shí)現(xiàn)。
在使用 HashMap 實(shí)現(xiàn)時,只需要將它的 key 轉(zhuǎn)化成數(shù)組就可以了,代碼如下:
package cn.sunzn.randomnumber;
import java.util.HashMap;
import java.util.Random;
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Object[] values = new Object[20];
Random random = new Random();
HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<Object, Object>();
/******* 生成隨機(jī)數(shù)字并存入 HashMap *******/
for (int i = 0; i < values.length; i++) {
int number = random.nextInt(100) + 1;
hashMap.put(number, i);
}
/********** 從 HashMap 導(dǎo)入數(shù)組 **********/
values = hashMap.keySet().toArray();
/*********** 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù) ***********/
for (int i = 0; i < values.length; i++) {
System.out.print(values[i] + "\t");
if ((i + 1) % 10 == 0) {
System.out.println("\n");
}
}
}
}
由于 HashSet 和 HashMap 的關(guān)系太近了,HashSet 在底層就是用 HashMap 來實(shí)現(xiàn)的,只不過沒有 Value 的集合,只有一個 Key 的集合,所以也可使用 HashSet 來實(shí)現(xiàn),代碼如下:
package cn.sunzn.randomnumber;
import java.util.HashSet;
import java.util.Random;
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Random random = new Random();
Object[] values = new Object[20];
HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>();
/******* 生成隨機(jī)數(shù)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();
/*********** 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù) **********/
for (int i = 0; i < values.length; i++) {
System.out.print(values[i] + "\t");
if ((i + 1) % 10 == 0) {
System.out.println("\n");
}
}
}
}
這樣實(shí)現(xiàn)效率稍微好些。如果給我們限定了數(shù)組的長度,只需要變換下 for 循環(huán),設(shè)置成 whlie 循環(huán)就可以了。如下所示:
package cn.sunzn.randomnumber;
import java.util.HashSet;
import java.util.Random;
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Random random = new Random();
Object[] values = new Object[20];
HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>();
/****** 生成隨機(jī)數(shù)字并存入 HashSet ******/
while (hashSet.size() < values.length) {
hashSet.add(random.nextInt(100) + 1);
}
values = hashSet.toArray();
/********** 遍歷數(shù)組并打印數(shù)據(jù) **********/
for (int i = 0; i < values.length; i++) {
System.out.print(values[i] + "\t");
if ((i + 1) % 10 == 0) {
System.out.println("\n");
}
}
}
}
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