java - Random.nextInt(int)[稍微]有偏差

也就是说，使用某些特定的upperBound参数，它永远不会连续产生超过16个偶数:

Random random = new Random();

int c = 0;
int max = 17;
int upperBound = 18;

while (c <= max) {
    int nextInt = random.nextInt(upperBound);
    boolean even = nextInt % 2 == 0;
    if (even) {
        c++;
    } else {
        c = 0;
    }
}

在此示例中，代码将永远循环，而当upperBound例如为16时，它将 swift 终止。

这种行为的原因可能是什么？该方法的javadoc中有一些注释，但我无法理解它们。

UPD1 :该代码似乎以奇数个上限终止，但可能卡在偶数上限

UPD2 :
我按照注释中的建议修改了代码以捕获c的统计信息:

Random random = new Random();

int c = 0;
long trials = 1 << 58;
int max = 20;
int[] stat = new int[max + 1];

while (trials > 0) {
    while (c <= max && trials > 0) {
        int nextInt = random.nextInt(18);
        boolean even = nextInt % 2 == 0;
        if (even) {
            c++;
        } else {
            stat[c] = stat[c] + 1;
            c = 0;
        }
        trials--;
    }
}

System.out.println(Arrays.toString(stat));

现在，它尝试在行中达到偶数偶数-以获取更好的统计信息，并且偶数仍然是偶数。

结果竟然令人惊讶:

[16776448, 8386560, 4195328, 2104576, 1044736,
 518144, 264704, 132096, 68864, 29952, 15104,
 12032, 1792, 3072, 256, 512, 0, 256, 0, 0]

首先，它会按预期减少2倍，但请注意最后一行!在这里，它变得疯狂，所捕获的统计数据似乎完全奇怪。

这是对数刻度的条形图:
20如何获得upperBound值256次是另一个谜团

最佳答案

http://docs.oracle.com/javase/6/docs/api/java/util/Random.html:



它是一个伪随机数生成器。这意味着您实际上并没有掷骰子，而是使用公式根据当前随机值来计算下一个“随机”值。为了产生随机的错觉，使用了seed。种子是与公式一起使用以生成随机值的第一个值。

显然，javas的随机实现(“公式”)连续生成的偶数不超过16个。

此行为是通常用时间初始化seed的原因。深入启动程序时，您会得到不同的结果。

这种方法的好处是可以产生可重复的结果。如果您有一个生成“随机” map 的游戏，例如，您想再次播放它，就可以记住种子来重新生成同一 map 。

对于真正的随机数，某些操作系统提供了特殊的设备，这些设备会根据外部事件(例如鼠标移动或网络流量)生成“随机性”。但是我不知道如何利用Java。

从Java文档 secureRandom :



请注意，secureRandom不会也不保证可以保证真正的随机数。

为什么换种子无济于事

假设随机数的范围仅为0-7。
现在，我们使用以下公式生成下一个“随机”数字:

 next = (current + 3) % 8

该序列变为0 3 6 1 4 7 2 5。

如果现在使用种子3，您要做的就是更改起点。

在仅使用先前值的简单实现中，每个值只能在序列包装环绕并再次开始之前出现一次。否则会有无法到达的部分。

例如。想象序列0 3 6 1 3 4 7 2 5。数字0,4,7,2 and 5永远不会被生成一次以上(深入种子，它们可能永远不会生成)，因为一旦序列循环3,6,1,3,6,1，...。

简化的伪随机数生成器可以认为是该范围内所有数字的排列，您可以将种子用作起点。如果它们更高级，则必须将置换替换为可能多次出现相同编号的列表。

更复杂的生成器可以具有内部状态，允许同一编号在序列中出现几次，因为状态使生成器知道从何处继续。