Math.random() vs. Random.nextInt(): Welche Methode sollten Sie zum Generieren zufälliger Ganzzahlen wählen?

Die Unterschiede zwischen Math.random() und Random.nextInt()

Bei der Arbeit mit der Zufallszahlengenerierung in der Programmierung gibt es zwei gängige Methoden kommen oft in Frage: Math.random() und Random.nextInt(int). Während beide dem Zweck dienen, Zufallszahlen zu generieren, unterscheiden sie sich in ihrer Effizienz und der Verteilung der erzeugten Zahlen.

Math.random() generiert einen Double-Wert zwischen 0,0 und 1,0 (exklusiv). ), wobei die Wahrscheinlichkeit, einen bestimmten Wert innerhalb dieses Bereichs zu erhalten, gleich ist. Um mit Math.random() eine Ganzzahl innerhalb eines angegebenen Bereichs zu generieren, wird diese normalerweise mit dem Bereich multipliziert und in eine Ganzzahl umgewandelt. Allerdings kann diese Methode aufgrund des Casting-Vorgangs zu einer Verzerrung führen.

Random.nextInt(int) hingegen generiert eine Ganzzahl innerhalb eines angegebenen Bereichs (einschließlich), wobei Jeder Wert innerhalb des Bereichs hat die gleiche Wahrscheinlichkeit, ausgewählt zu werden. Diese Methode ist effizienter und weniger verzerrt als Math.random(), da ganzzahlige Werte direkt und ohne Umwandlung generiert werden.

Technische Erklärung

Intern hat Math. random() basiert auf Random.nextDouble(), das Random.next() zweimal verwendet, um ein Double mit gleichmäßiger Bitverteilung in seiner Mantisse zu erzeugen. Im Gegensatz dazu verwendet Random.nextInt(int) Random.next() im Durchschnitt weniger als zweimal, um einen Wert zurückzugeben, der innerhalb eines angegebenen Bereichs gleichmäßig verteilt ist.

Außerdem muss Math.random() seine Ausgabe um skalieren Bereich, was zu sechs potenziellen „Buckets“ für die ganzzahligen Werte führt. Dies kann zu einer Tendenz zu bestimmten Werten im Bereich für eine ausreichende Anzahl generierter Zufallszahlen führen.

Leistung und Synchronisierung

Math.random() benötigt ungefähr das Doppelte die Verarbeitung von Random.nextInt(int) und unterliegt der Synchronisierung, die Auswirkungen haben kann Leistung.

Fazit

Bei der Erzeugung ganzzahliger Zufallszahlen ist Random.nextInt(int) eine effizientere und weniger voreingenommene Wahl im Vergleich zu Math.random() * n, bietet eine bessere Leistung und eine gleichmäßigere Verteilung.

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