不溢出随机数发生器

1.问题描述

     编写一个不溢出的随机数发生器，可以返回一个int型的伪随机数，也可以返回一个double型的范围在(0,1)之间的数。

2.解决办法

     用Lehmer建议用的一个31 bit的素数 M=2^31-1=2147483647,并用A=48271作为全周期发生器的值。通过以下式子得到一个在随机时间产生的随机数。

• M/A 商Q 余R
• x(i+1)=Axi mod M
• …….
• x(i+1)=A(xi mod Q)-R[xi/Q]+M([xi/Q]-[Axi/M])
• 注：i+1和i都是下标，具体细节如下图
  

3.随机类的代码

public class NotSpillRandomGenerator {

	private static final int A=48271;
	private static final int M=2147483647;
	private static final int Q=M/A;
	private static final int R=M%A;
	private int state;
	
	public NotSpillRandomGenerator() {
		state=(int) (System.currentTimeMillis()%Integer.MAX_VALUE);
		
	}
	//返回一个int型伪随机数，同时改变内部的state
	public int randomInt() {
		int tmpState=A*(state%Q)-R*(state/Q);
		if(tmpState>=0) {//余项等于0
			state=tmpState;
		}else {
			state=tmpState+M;//此时xi mod Q=0,即xi=Q;
		}
		return state;
	}
	//返回一个double型的伪随机数，范围在(0,1),同时改变内部的state
	public double random0_1() {
		return (double)randomInt()/M;
	}
	
}

4.测试类代码

public class RandomTest {
 public static void main(String[] args) {
	 NotSpillRandomGenerator test=new  NotSpillRandomGenerator();
	 System.out.println("随机数结果：");
	 for(int i=0;i<10;i++) {
	 System.out.println(test.randomInt());//可以通过%10,%100等来取想要的数的位数，%10是一位，%100是两位，以此类推。
      }
 }
}

5.测试结果

注:

• 所做的分析都是笔者自己的见解，如有不正确还请见谅。
• 另外，如需更多代码请访问我的Github：https://github.com/Zxnaruto

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