Java 隨機數生成完全指南：Math.random 與 Random 類最佳實踐

Java 隨機數生成完全指南：Math.random 與 Random 類最佳實踐

隨機數是遊戲、加密、採樣、測試等場景的基礎設施。Java 提供 Math.random() 與 java.util.Random 兩種主流方式，本文對比其特性、適用場景與陷阱。

一、Math.random() — 簡單快速的靜態工具

• 回傳 double，範圍 [0.0, 1.0)
• 線程安全，內部共享單一 Random 實例
• 常用轉換：(int)(Math.random() * n) → [0, n) 整數

// 產生 0~99 隨機整數
int r = (int) (Math.random() * 100);

適用：簡單臨時需求、單線程或低併發場景。

二、java.util.Random — 功能完整的偽隨機引擎

• nextInt(n) 直接產生 [0, n) 整數，n 必須為正數，否則拋 IllegalArgumentException
• 支援 nextLong()、nextDouble()、nextBoolean()、nextGaussian() 等分布
• 偽隨機本質：相同種子 (seed) 產生的序列完全相同，可用於測試複現

Random r1 = new Random(123L);
Random r2 = new Random(123L);
System.out.println(r1.nextInt(2000) == r2.nextInt(2000)); // true

三、進階選型建議

四、常見坑點提醒

• Random 非線程安全，多線程共享實例會導致種子爭用、效能下降
• nextInt(n) 參數為負數直接拋異常，務必校驗
• 大量生成時避免頻繁 `new Random()`，種子可能重複 (系統時間精度限制)