Java中随机数的产生方式与原理详解
Java中随机数的产生方式与原理
查阅随机数相关资料，特做整理
首先说一下java中产生随机数的几种方式
- 在j2se中我们可以使用Math.random()方法来产生一个随机数，这个产生的随机数是0-1之间的一个double，我们可以把他乘以100，他就是个100以内的随机数字，这个在j2me中没有。
- 在java.util这个包里面提供了一个Random的类，我们可以新建一个Random的对象来产生随机数，他可以生产随机整数、随机float、随机double、随机long，这个也是我们在j2me的程序里经常用的一个取随机数的方法。
- 在我们的System类中有一个currentTimeMillis()方法，这个方法返回一个从1970年1月1号0点0分0秒到目前的一个毫秒数，返回类型是long，我们可以拿他作为一个随机数，我们可以拿他对一些数取模，就可以把他限制在一个范围之内啦。
EN。。。其实在Random的默认构造方法里也是使用上面第三种方法进行随机数的产生的。
对于方法二中的Random类有两种构建方式：带种子和不带种子
不带种子：此种方式将会返回随机的数字，每次运行结果不一样，相当于用System.currentTimeMillis()作种子。
带种子：此种方式，无论程序运行多少次，返回结果都是一样的。如果用相同的种子创建两个Random实例，则对每个实例进行相同的方法调用序列，它们将生成并返回相同的数字序列。
伪随机数
计算机中的随机数都是伪随机数
下面看这样一个C程序：
//rand_1.cpp
#include<stdlib.h>
staticunsignedintRAND_SEED;
unsignedintrandom(void)
{
RAND_SEED=(RAND_SEED*123+59)%65536;
return(RAND_SEED);
}
voidrandom_start(void)
{
inttemp[2];
movedata(0x0040,0x006c,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp),4);
RAND_SEED=temp[0];
}
voidmain()
{
unsignedinti,n;
random_start();
for(i=0;i<10;i++)
printf("#u\t",random());
printf("\n");
}
它完整地阐述了随机数产生的过程：
首先，
movedata(0x0040,0x006c,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp),4);
这个函数用来移动内存数据，其中FP_SEG（farpointertosegment）是取temp数组段地址的函数，FP_OFF（farpointertooffset）是取temp数组相对地址的函数，movedata函数的作用是把位于0040:006CH存储单元中的双字放到数组temp的声明的两个存储单元中。这样可以通过temp数组把0040:006CH处的一个16位的数送给RAND_SEED。
其次，
RAND_SEED=(RAND_SEED*123+59)%65536;
是用来计算随机数的方法，随机数的计算方法在不同的计算机中是不同的，即使在相同的计算机中安装的不同的操作系统中也是不同的。我在linux和windows下分别试过，相同的随机种子在这两种操作系统中生成的随机数是不同的，这说明它们的计算方法不同。
然后，
movedata(0x0040,0x006c,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp),4);
随机种子为什么要在内存的0040:006CH处取？0040:006CH处存放的是什么？
学过《计算机组成原理与接口技术》这门课的人可能会记得在编制ROMBIOS时钟中断服务程序时会用到Intel8253定时/计数器，它与Intel8259中断芯片的通信使得中断服务程序得以运转，主板每秒产生的18.2次中断正是处理器根据定时/记数器值控制中断芯片产生的。在我们计算机的主机板上都会有这样一个定时/记数器用来计算当前系统时间，每过一个时钟信号周期都会使记数器加一，而这个记数器的值存放在哪儿呢？没错，就在内存的0040:006CH处，其实这一段内存空间是这样定义的：
TIMER_LOWDW?；地址为0040:006CH
TIMER_HIGHDW?；地址为0040:006EH
TIMER_OFTDB?；地址为0040:0070H
时钟中断服务程序中，每当TIMER_LOW转满时，此时，记数器也会转满，记数器的值归零，即TIMER_LOW处的16位二进制归零，而TIMER_HIGH加一。rand01.c中的
movedata(0x0040,0x006c,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp),4);
正是把TIMER_LOW和TIMER_HIGH两个16位二进制数放进temp数组，再送往RAND_SEED，从而获得了“随机种子”。
现在，可以确定的一点是，随机种子来自系统时钟，确切地说，是来自计算机主板上的定时/计数器在内存中的记数值。
EN...没有最后。。lvl--
再看一段代码：
//rand_2.cpp
#include<iostream>
#include<cstdlib>
usingnamespacestd;
intmain()
{
srand((unsigned)time(NULL));
unsignedintr=rand();
cout<<"r="<<r<<endl;//根据C++98标准,可以不用return语句来介绍main函数
return0;
}
这里用户和其他程序没有设定随机种子，则使用系统定时/计数器的值做为随机种子，所以，在相同的平台环境下，编译生成exe后，每次运行它，显示的随机数会是伪随机数，即每次运行显示的结果会有不同。
总结
随机数是由随机种子根据一定的计算方法计算出来的数值。所以，只要计算方法一定，随机种子一定，那么产生的随机数就不会变。在相同的平台环境下，编译生成exe后，每次运行它，显示的随机数都是一样的。这是因为在相同的编译平台环境下，由随机种子生成随机数的计算方法都是一样的，再加上随机种子一样，所以产生的随机数就是一样的。
只要用户或第三方不设置随机种子，那么在默认情况下随机种子来自系统时钟（即定时/计数器的值）
感谢阅读，希望能帮助到大家，谢谢大家对本站的支持！