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Java SE 基礎：Math 與 Random 類產生隨機數值完整指南

編輯：Java 綜合教學

Math 類常用靜態方法

java.lang.Math 類提供了豐富的數學運算方法，皆為靜態方法，可直接透過類名呼叫：

public class MathDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Math.sqrt(16));    // 平方根：4.0
        System.out.println(Math.pow(2, 3));   // 次方：8.0
        System.out.println(Math.round(13.64)); // 四捨五入：14
        System.out.println(Math.random());    // 0.0 ~ 1.0 間的隨機 double
    }
}

Random 類：更強大的隨機數生成器

java.util.Random 需實例化後使用，支援指定範圍與多種資料型別：

import java.util.Random;

public class RandomDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Random r = new Random();
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            // 產生 0~99 的隨機整數
            System.out.print(r.nextInt(100) + "\t");
        }
    }
}

核心差異比較

特性	Math.random()	Random 類
呼叫方式	靜態方法	實例方法
回傳型別	double (0.0~1.0)	int, long, float, double, boolean 等
範圍控制	需自行計算縮放	直接指定上界
執行緒安全	是	是（但高併發建議用 ThreadLocalRandom）
種子控制	不可控	可指定種子實現可重現序列

實務建議

簡單臨時需求：Math.random() 即可
需要整數、指定範圍、多型別：使用 Random
高併發環境：優先選擇 ThreadLocalRandom (Java 7+)
加密安全需求：必須使用 SecureRandom

進階用法範例

// 指定種子，產生可重現序列（測試/除錯專用）
Random seeded = new Random(12345L); 

// 產生 10~20 之間的隨機整數
int bounded = 10 + r.nextInt(11); // 10 + [0,10] = [10,20]

// 產生高斯分佈隨機數
double gaussian = r.nextGaussian(); // 平均 0，標準差 1