java算法之Math.random()随机概率玩法实例演示

引言

java中的Math.random()是一个在[0,1)范围等概率返回double数值类型的算法，基于此函数，我们来延申一些随机概率算法的变形思路，便于大家对Math.random()函数的随机概率理解

1、Math.random()的说明

• Math.random()返回的数据范围是[0,1)

• Math.random()数据是等概率返回

• Math.random()返回的数据类型是double

• 我们可以通过类型转换来实现整数型的等概率问题，例如:(int)Math.random()

2、Math.random()的等概率代码验证

测试Math.random()函数的等概率，Math.random()在[0,1)等概率返回double类型的数据，X出现的次数除以总测数来测试是否等概率

 代码演示

public class Random{
public static void main(String[] args) {
       math();
   }
/**
    * @Author wangchengzhi
    * @Description
    * 测试Math.random()函数的等概率
    * Math.random()在[0,1)等概率返回double类型的数据
    *出现的次数除以总测数来测试是否等概率
    * @Date 14:31 2022/12/16
    * @Param
    * @return
    **/
   public static void math(){
       int testTime=100000000;
       int count =0;
       double= 0.5;
       for(int i=0;i<testTime;i++){
           if(Math.random()<p){
               count++;
           }
       }
       System.out.println("Math.random()为[0,1)的等概率函数,小于"+p+"出现的概率是"+p);
       System.out.println((double)count/(double)testTime);
   }
}

3、Math.random()*N的变形 

测试Math.random()*N函数的等概率,Math.random()得等概率范围为[0,1),Math.random()*N等概率返回得范围为[0,N),这里以N=10为例来测试.

 代码演示

public class Random{
  public static void main(String[] args) {
       math1();
   }
/**
    * @Author wangchengzhi
    * @Description
    * 测试Math.random()*N函数的等概率
    * Math.random()得等概率范围为[0,1)
    *Math.random()*N等概率返回得范围为[0,N)
    * 这里以N=10为例来测试
    * @Date 14:31 2022/12/16
    * @Param
    * @return
    **/
   public static void math1(){
       int testTime=100000000;
       int count =0;
       int p=10;
       for(int i=0;i<testTime;i++){
           if(Math.random()*p<5){
               count++;
           }
       }
       System.out.println("Math.random()*10为[0,10)的等概率函数，小于5得数出现得概率是0.5");
       System.out.println((double)count/(double)testTime);
   }
}

4、Math.random()转换对应整数概率的变形

 测试Math.random()*N整数的等概率返回,Math.random()*N等概率返回得范围为[0,N)(int)(Math.random()*N)等概率返回得范围为[0,N-1]的整数出现的概率,这里以N=9为例来测试

代码演示 

public class Random{
public static void main(String [] args){
       math2();
}
/**
    * @Author wangchengzhi
    * @Description
    * 测试Math.random()*N整数的等概率返回
    *Math.random()*N等概率返回得范围为[0,N)
    * (int)(Math.random()*N)等概率返回得范围为[0,N-1]的整数出现的概率
    * 这里以N=9为例来测试
    * @Date 14:31 2022/12/16
    * @Param
    * @return
    **/
   public static void math2(){
       int testTime=100000000;
       int m=9;
       int []  count = new int[m];
       for(int i=0;i<testTime;i++){
           int res=(int)(Math.random()*m);
           count[res]++;
       }
       for(int i=0;i<m;i++){
           System.out.println("在这次测试中，数字"+i+"返回的次数为"+count[i]);
       }
   }
}

5、Math.random()返回概率转变的变形

 随机返回[0,1)范围的数X ,且0~X出现的概率是X的平方 ,x出现的概率是X ,所以Math.max(Math.random(),Math.random())最大值，是两次都出现x的概率 ,就是x乘以x为x的平方

 代码演示

public class Random{
public static void main(String [] args){
       math3();
}
/**
    * @Author wangchengzhi
    * @Description
    * 目标：
    * 随机返回[0,1)范围的数X
    * 且0~X出现的概率是X的平方
    * 分析:
    * x出现的概率是X
    * 所以Math.max(Math.random(),Math.random())最大值，是两次都出现x的概率
    * 就是x乘以x,x的平方
    * @Date 14:31 2022/12/16
    * @Param
    * @return
    **/
   public static void math3(){
       int testTime=100000000;
       int count =0;
       double k =0.8;
       for(int i=0;i<testTime;i++){
           if(Math.max(Math.random(),Math.random())<k){
               count++;
           }
       }
       System.out.println("k出现的概率"+(double)count/(double)testTime);
       System.out.println("k的平方是"+Math.pow(k,2));
   }
}

 结言：

Math.Random()函数是一个特殊使用的等概率函数，我们在设计一些算法的时候，可以巧妙的对该函数进行变形，以满足我们的具体业务场景，以上的例子希望能对大家拓展思路起到一些引导作用，后面会再给大家分享一些针对该函数的变形案例。

来源：https://blog.csdn.net/weixin_48583915/article/details/128343858