[Kotlin 小撇步 #8］四個產生隨機數字的方法

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很多時候，我們希望能夠隨機產生數字。在 Java 中，我們可以使用 Math.random 回傳一個在 0~1 之間的一個 double 數。

那麼，在 Kotlin 除了使用 Math.random 之外，還有沒有其他 Kotlin 內建的方法可以產生隨機數呢？

在這篇文章中，我將介紹四種不同的方式產生隨機變數。

1. Random

第一個要介紹的，當然是要從Standard Lib 的 Random 類介紹起。

Random 包含了許多以 next 開頭命名的函式，例如：nextInt(), nextDouble(), nextLong(), nextFloat()…

Random.nextInt()
//-2061105610
Random.nextDouble()
//0.4966379730773498
Random.nextLong()
//-4084004577217082135
Random.nextFloat()
//0.8338781

另外， nextInt(), nextDouble(), nextLong() 包含兩個重載的版本。

一個是從 0 ～指定的值；另一個則是數值的範圍是自訂的。

nextInt()

1. nextInt(until: Int)
2. nextInt(from: Int, until: Int)

nextDouble()

1. nextDouble(until: Double)
2. nextDouble(from: Double, until: Double)

nextLong()

1. nextLong(until: Long)
2. nextLong(from: Long, until: Long)

2. IntRange.random

假設你需要產生一個在一段 Int 範圍內的任意數，除了使用前面提到的 Random.nextInt(from: Double, until:Double)，有另一個方法更符合 Kotlin 風格，那就是使用 IntRange的 random()函式。

假設我想要產生一個在 0~100 之間的數字。我可以先定義一個 IntRange，然後使用 random 函式，來取得一個在範圍內的數字。

(0 .. 100).random()
//50

3. Iterable.shuffled

在 Kotlin 的 Iterable 類中，我們可以利用 shuffled()函式將集合弄亂，然後隨機取一個值。實作 Iterable 的類，如 List, Set 或是前面介紹的 IntRange 都可以使用 shuffled 函式。

例如：

listOf(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10).shuffled()
//[7, 6, 1, 5, 0, 9, 2, 10, 8, 4, 3]

接下來我們只需要隨機取一個元素即可。在 Collections 中，我們可以使用 first() 函式取得集合的第一個元素、 last()函式取得最後一個元素或是直接使用 [ ] 取得特定位置的值。

listOf(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10).shuffled().first()
//7
listOf(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10).shuffled().last()
//3
listOf(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10).shuffled()[2]
//1
(0..10).shuffled().first()
(0..10).shuffled()[5]

或是使用 random() 隨機取出一個值

listOf(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10).shuffled().random()

IntRange.random, Collection.random

這邊介紹的 random() 函式與前面所介紹的 IntRange.random() 是不同的函示。

看了原始碼得知，其實這兩個 random() 函式，最終都是呼叫到 Random 的 nextInt()。所以效果都是一樣的，可以依照自己的使用情境來選擇。

• IntRange.random

@SinceKotlin("1.3")
public fun IntRange.random(random: Random): Int {
    try {
        return random.nextInt(this)
    } catch(e: IllegalArgumentException) {
        throw NoSuchElementException(e.message)
    }
}

• Collection.random

@SinceKotlin("1.3")
public fun <T> Collection<T>.random(random: Random): T {
    if (isEmpty())
        throw NoSuchElementException("Collection is empty.")
    return elementAt(random.nextInt(size))
}

4. System.currentTimeMillis()

接下來的這個方法，比較奇耙一點，利用 System.currentTimeMillis() 取得以Million Second 表示的現在時間，接著取最後面的位數。

System.currentTimeMillis().toString().toCharArray().last().toInt()
//Kotlin 1.5 以後
System.currentTimeMillis().toString().toCharArray().last().digitToInt()

不過嚴格說來，這個不是隨機產生出來的，只是看起來很像是隨機數而已。

結論

在 Kotlin 中，我們可以在 Random 類中使用 nextXXX 函式來隨機產生一組數字，並且還可以帶入起終值，讓產生的數值落在期待的區間中。

利用 Random 產生隨機數是屬於比較正規的方式，如果我們想要產生範圍內 Int 的隨機數，我們可以使用 IntRange 來建立一堆數字區間，並且使用 random() 隨機產生一個數字。

另外我們也可以使用任意的 List 、Set 來產生隨機數，這麼做的好處是，我們可以自行決定在集合裡面的數值是什麼，先使用 shuffled()將集合函式弄亂，在隨機從集合裡面取得一個值。

最後，附上非正規的做法，我們也可以使用 System.currentTimeMillis()來產生亂數，不過這樣可能不夠亂就是了。

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