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Java不重复的随机数字生成器

引言

在编程中，经常会遇到需要生成随机数字的情况。而在某些场景中，我们要求生成的随机数字不能重复，即每次生成的数字都应该是唯一的。本文将介绍如何在Java中实现不重复的随机数字生成器，并给出相应的代码示例。

什么是随机数字

随机数字是指在特定范围内，以随机的方式生成的数字。在Java中，我们可以使用java.util.Random类来生成随机数字。Random类提供了多种方法来生成不同类型的随机数据，包括整数、浮点数、布尔值等。

随机数字生成器的需求

在某些场景中，我们需要生成一组不重复的随机数字，即每个数字只能出现一次。这样的需求常见于抽奖、随机排序等应用场景。为了实现不重复的随机数字生成器，我们可以采用以下的思路：

创建一个范围内的数字列表；
每次从列表中随机选择一个数字并移除；
重复第2步直到列表为空。

代码示例

下面是使用Java实现不重复的随机数字生成器的代码示例：

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

public class UniqueRandomGenerator {
    private ArrayList<Integer> numbers;
    private Random random;

    public UniqueRandomGenerator(int start, int end) {
        numbers = new ArrayList<>();
        random = new Random();

        for (int i = start; i <= end; i++) {
            numbers.add(i);
        }
    }

    public int next() {
        if (numbers.isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("No more unique numbers available.");
        }

        int index = random.nextInt(numbers.size());
        int number = numbers.get(index);
        numbers.remove(index);

        return number;
    }

    public static void main(String[] args) {
        UniqueRandomGenerator generator = new UniqueRandomGenerator(1, 10);

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int number = generator.next();
            System.out.println("Generated unique number: " + number);
        }
    }
}

在上述代码中，我们定义了一个UniqueRandomGenerator类来实现不重复的随机数字生成器。构造函数接收一个起始数字和结束数字作为参数，然后创建一个包含这个范围内所有数字的列表。next()方法用于生成下一个不重复的随机数字，它从列表中随机选择一个数字并将其移除，然后返回该数字。

在main()方法中，我们使用UniqueRandomGenerator类生成了10个不重复的随机数字，并将其打印出来。

总结

本文介绍了如何在Java中实现不重复的随机数字生成器，并给出了相应的代码示例。通过创建一个数字列表并每次从中随机选择一个数字并移除，我们可以实现不重复的随机数字生成器。这个生成器可以应用于多种场景，如抽奖、随机排序等。希望本文对你理解不重复的随机数字生成器有所帮助。

代码流程图

下面是使用Mermaid语法表示的代码流程图：

journey
    title 代码流程图

    section 创建不重复的随机数字生成器
        CreateNumbers --> CreateGenerator
        CreateGenerator --> InitializeList

    section 生成不重复的随机数字
        Loop
        InitializeList --> CheckEmpty
        CheckEmpty --> GenerateNumber
        GenerateNumber --> RemoveNumber
        RemoveNumber --> ReturnNumber
        ReturnNumber --> CheckEmpty
        CheckEmpty --> Loop

代码序列图

下面是使用Mermaid语法表示的代码序列图：

sequenceDiagram
    participant Client
    participant UniqueRandomGenerator

    Client->UniqueRandomGenerator: 创建不重复的随机数字生成器
    loop 10次
        Client->UniqueRandomGenerator: 生成不重复的随机数字
        UniqueRandomGenerator->UniqueRandomGenerator: 从列表中选择数字
        UniqueRandomGenerator->UniqueRandomGenerator: 移除选择的数字
        UniqueRandomGenerator->Client: 返回生成的数字
    end