【Java编程】随机数的不重复选择

随机数的不重复选择就是从$n$个数中随机选取$m(m<n)$个数。在本文中，我们用Java来实现。因此我们先介绍Java的相关知识。

在Java中，Java.util.Set接口和Java.util.List接口一样，都是继承自Java.util.Collection接口。但是两者有不同的特点：

• List接口：一种能包含重复元素的有序集合，具体实现该接口的类有：Vector、Stack、ArrayList、LinkedList等等.

• Set接口：一种不包含重复元素的集合，常见的实现该接口的类有：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet。

​ 为什么要想决解这个问题呢？因为在我仿真过程中，经常要用到随机数。比如随机的选取几个信道，随机的选取一定范围内的几个值。当然如果只是随机的选取一个值，直接用随机函数就可以了。但是当要选取多个值的时候，就可能出现重复的值（这不是我们所期望的）！下面分别通过实现上述两个接口的类来实现随机数的不重复选择。

1.用实现List接口的向量来实现：

package tengwei.com;

import java.util.*;


public class UseVector {


	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Vector<Integer> vec=selectSeven();//调用函数
		Enumeration<Integer> enu=vec.elements();//得到向量中所有元素的枚举
		while(enu.hasMoreElements())//遍历向量中的所有元素
			System.out.println(enu.nextElement()+"\t");
		Object obj[]=vec.toArray();//把向量vec转化为Oject数组
		Arrays.sort(obj);//升序排序
		System.out.println("升序排列后：");
		for(int i=0;i<obj.length;i++)
			System.out.println(obj[i]+"\t");
		
		
	}
	/**从1-36中随机选择7个不重复的数 */
	public static Vector<Integer> selectSeven()
	{
		Random rd= new Random();//创建随机数对象
		Vector<Integer> allNum = new Vector<Integer>();//存放1-36
		Vector<Integer> sevenNum = new Vector<Integer>();//存放选择的7个数
		for(int i=0;i<36;i++)
			allNum.add(new Integer(i+1));//向向量allNum中添加36个数
		
		int x;
		for(int i=0;i<7;i++)
		{
			x=rd.nextInt(36-i);//得到0-（36-i）中随机数，不包含36-i
			sevenNum.add(allNum.get(x));
			allNum.remove(x);
		}
		return sevenNum;
		
	}

}

本算法的基本思想就是先用Vector保存你的样本空间（36个数），然后产生一个随机数，以随机数为下标来取出样本空间的数，并且将该数从样本空间删除。该算法的缺点是原始样本空间不能有重复的数，当样本空间很大的时候，会占用很多内存空间。当然还有几种算法也可以选择，具体请查看下一篇文章。

---

2.用实现Set接口的HashSet、TreeSet类来实现

​ 首先分别介绍HashSet、TreeSet类：

​ HashSet类：该类实现了Set接口，由哈希表支持。它不保证集合的迭代顺序。该类不含参数的构造方法构造了一个空的哈希集，默认初始容量是16，加载因子是0.75。

​ TreeSet类：该类实现了Set接口的子接口SortedSet。它保证迭代器按照元素递增顺序遍历。插入该类的所有元素必须是可相互比较的,因为它必须保证递增顺序。

package tengwei.com;

import java.util.*;

public class UseHashSetTreeSet {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Set<Integer> hashset = hashSelect(7);//调用函数，返回哈希集
		System.out.println("HashSet中所有元素（未排列）");
		System.out.println("\t"+hashset);
		
		SortedSet<Integer> treeset = treeSelect(7);//调用函数，返回数集
		System.out.println("TreeSet中所有元素（升序）");
		System.out.println("\t"+treeset);
		
	}
	
	public static Set<Integer> hashSelect(int k)
	{
		Random rd = new Random();
		Set<Integer> hs= new HashSet<Integer>();
		
		while(hs.size()<k)
		{
			int x=1+rd.nextInt(36);//随机1-36之间的数，包括两边
			hs.add(new Integer(x));
		}
		return hs;
	}
	
	public static SortedSet<Integer> treeSelect(int k)
	{
		Random rd = new Random();
		SortedSet<Integer> ts= new TreeSet<Integer>();
		
		while(ts.size()<k)
		{
			int x=1+rd.nextInt(36);
			ts.add(new Integer(x));//当重复时不会添加
		}
		return ts;
	}

}

上面的算法比较简单，比较巧妙的用到了Set接口的特性。