Java 產生隨機數兩大核心方法：Random 類別與 Math.random()

Java 隨機數產生完整指南

Java 提供兩種主要方式產生偽隨機數，適用於不同場景。

方法一：java.util.Random (物件導向、功能完整)

import java.util.Random;

public class RandomDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random(); // 預設種子：System.nanoTime()
        
        // 1. 產生 [0, 10) 整數 (含 0，不含 10)
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println(random.nextInt(10));
        }
        
        // 2. 其他常用方法
        random.nextInt();           // 全 int 範圍
        random.nextLong();          // long 範圍
        random.nextDouble();        // [0.0, 1.0) double
        random.nextFloat();         // [0.0, 1.0) float
        random.nextBoolean();       // true/false
        random.nextGaussian();      // 高斯分佈 (均值 0, 標準差 1)
        random.nextBytes(bytes);    // 填充 byte 陣列
    }
}

方法二：Math.random() (靜態方法、簡單快速)

回傳 double，範圍 [0.0, 1.0)。需自行縮放轉型。

public class MathRandomDemo {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            double d = Math.random();   // 0.0 ~ 1.0
            d *= 10;                    // 0.0 ~ 10.0
            int n = (int) d;            // 0 ~ 9 (截斷向下取整)
            System.out.println(n);
        }
    }
}

進階：指定範圍整數通用公式

// 產生 [min, max] 區間整數 (含 min、含 max)
public static int randomInt(int min, int max) {
    return new Random().nextInt(max - min + 1) + min;
}

// 使用 Math.random()
public static int randomIntMath(int min, int max) {
    return (int) (Math.random() * (max - min + 1)) + min;
}

安全性隨機數：SecureRandom

加密級強隨機，適用於 Token、Session ID、密碼鹽值。

import java.security.SecureRandom;

public class SecureRandomDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SecureRandom sr = new SecureRandom();
        byte[] token = new byte[16];
        sr.nextBytes(token);
        // 轉十六進位字串
        String hex = bytesToHex(token);
        System.out.println("安全 Token: " + hex); // 32 字元十六進位
    }
    
    private static String bytesToHex(byte[] bytes) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : bytes) sb.append(String.format("%02x", b));
        return sb.toString();
    }
}

ThreadLocalRandom (Java 7+ 多執行緒高效能)

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

// 區間整數
int n = ThreadLocalRandom.current().nextInt(1, 101); // [1, 100]
// 區間 double
double d = ThreadLocalRandom.current().nextDouble(0, 1.0);

選型建議表

常見誤區提醒

• Math.random() 回傳 double，乘 10 後 (int) 會**截斷小數**而非四捨五入，分佈均勻於 [0, 9]。
• Random 非執行緒安全，多執行緒共用實例會降低效能，請用 ThreadLocalRandom。
• 不要用 System.currentTimeMillis() 當種子做安全用途，極易暴力破解。