JAVA实现随机无重复数字功能

　　本文给大家介绍如何在JAVA中实现随机无重复数字的功能。如果您是初学者的话，有必要看一看这篇文章，因为这个功能一般会在面试中遇到。包括我本人在招聘人员的时候也喜欢拿这个问题去问别人，主要看一看考虑问题的模式和基础知识如何。
　　

　　希望这篇文章能给初次接触的朋友一些帮助，因为我曾接触过一些朋友要么写不出来，要么使用很平铺的思维方式去实现它。

　　一般有点开发经验的朋友都能实现这样的功能，只不过是效率上的问题。我们一般在面对这样的问题时，总会平铺直序的联想到，先生成一个数组，然后 在一个循环中向数组中添加随机数字，在添加数字的过程中先查找一下数组中是否存在这个数字，如果不存在这个数字就直接添加到数组中；如果存在这个数字就不 添加。我们一般都是这样考虑问题的，这样考虑也能实现功能，我刚才也说了，只不过是效率上的问题。

　　为了更好地理解这个题意，我们先来看下具体内容：生成一个1-100的随机数组，但数组中的数字不能重复，即位置是随机的，但数组元素不能重复。

　　在这里呢，没有给我们规定数组的长度，我们可以让它是1-100之间的任意长度。

　　接下来让我们看一下几种实现方法并对这几种方法作个对比。

　　通常我们会使用ArrayList或数组来实现，先来看下ArrayList实现过程，如下面代码所示：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

/**
 * 使用ArrayList实现
 * @Description: 

 * @File: Demo.java

 * @Package None

 * @Author Hanyongjian

 * @Company ANHEQINGYUAN

 * @Date 2012-10-18 下午06:16:55

 * @Version V1.0
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Object[] values = new Object[20];
        Random random = new Random();
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

        for(int i = 0; i < values.length;i++){
            int number = random.nextInt(100) + 1;
            
            if(!list.contains(number)){
                list.add(number);
            }
        }
        
        values = list.toArray();
        
        // 遍历数组并打印数据
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            System.out.print(values[i] + "\t");
            
            if(( i + 1 ) % 10 == 0){
                System.out.println("\n");
            }
        }
    }
}

　　使用数组实现的过程如下所示代码：

import java.util.Random;

/**
 * 使用数组实现
 * @Description: 

 * @File: Demo4.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:27:38

 * @Version V1.0
 */
public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] values = new int[20];
        Random random = new Random();
        
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            int number = random.nextInt(100) + 1;
            
            for(int j = 0;j <= i;j++){
                if(number != values[j]){
                    values[i]=number;
                }                              
            }
        }
        
        // 遍历数组并打印数据
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            System.out.print(values[i] + "\t");
            
            if(( i + 1 ) % 10 == 0){
                System.out.println("\n");
            }
        }
    }
}

　　上面这两个实现过程效率比较低的。因为在每次添加时都要去遍历一下当前列表中是否存在这个数字，时间复杂度是O(N^2)。我们可以这样思考一 下：既然涉及到无重复，我们可以想一下HashSet和HashMap的功能。HashSet实现Set接口，Set在数学上的定义就是无重复，无次序的 集合。而HashMap实现Map，也是不允许重复的Key。这样我们可以使用HashMap或HashSet来实现。

　　在使用HashMap实现时，只需要将它的key转化成数组就Ok了，如下代码：

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Random;
import java.util.Map.Entry;

/**
 * 使用HashMap实现
 * @Description: 

 * @File: Demo.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:12:50

 * @Version V1.0
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 0;
        Object[] values = new Object[20];
        
        Random random = new Random();
        HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<Object, Object>();
        
        // 生成随机数字并存入HashMap
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            int number = random.nextInt(100) + 1;
            hashMap.put(number, i);
        }
        
        // 从HashMap导入数组
        values = hashMap.keySet().toArray();
        
        // 遍历数组并打印数据
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            System.out.print(values[i] + "\t");
            
            if(( i + 1 ) % 10 == 0){
                System.out.println("\n");
            }
        }
        
//        Iterator iter = hashMap.entrySet().iterator();
//        // 遍历HashMap
//        while (iter.hasNext()) {
//            Entry<Integer, Integer> entry = (Entry)iter.next();
//            int key = entry.getKey();
//            n++;
//            
//            System.out.print(key + "\t");
//            
//            if(n % 10 == 0){
//                System.out.println("\n");
//            }
//        }
    }
}

　　由于HashSet和HashMap的关系太近了，HashSet在底层就是用HashMap来实现的，只不过没有Value的集合，只有一个Key的集合，所以也可使用HashSet来实现，如下代码：

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;

/**
 * 使用HashSet实现
 * @Description: 

 * @File: Test.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:11:41

 * @Version V1.0
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        Object[] values = new Object[20];
        HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>();
        
        // 生成随机数字并存入HashSet
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            int number = random.nextInt(100) + 1;
            hashSet.add(number);
        }
        
        values = hashSet.toArray();
        
        // 遍历数组并打印数据
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            System.out.print(values[i] + "\t");
            
            if(( i + 1 ) % 10 == 0){
                System.out.println("\n");
            }
        }
    }
}

　　这样实现效率稍微好些。如果给我们限定了数组的长度，只需要变换下for循环，设置成whlie循环就可以了。如下所示：

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;

/**
 * 使用HashSet实现
 * @Description: 

 * @File: Test.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午05:11:41

 * @Version V1.0
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        Object[] values = new Object[20];
        HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>();
        
        // 生成随机数字并存入HashSet
        while(hashSet.size() < values.length){
            hashSet.add(random.nextInt(100) + 1);
        }
        
        values = hashSet.toArray();
        
        // 遍历数组并打印数据
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            System.out.print(values[i] + "\t");
            
            if(( i + 1 ) % 10 == 0){
                System.out.println("\n");
            }
        }
    }
}

　　我们可以把数组的长度设置成100，检验下运行效果，如下图所示：

　　

　　以上几种相比较而言，使用HashMap的效率是比较高的，其实是HashSet，再次是数组，最后是ArrayList。如果我们生成 10000个数据将会发现，使用HashMap花费时间是：0.05s，HashSet是0.07s，数组是：0.20s，而ArrayList是 0.25s。有兴趣的可以设置下时间查看一下。

　　当然了，除了使用HashMap实现外，还有其它高效的方法。比如，我们可以把1-100这些数字存储在一个数组中，然后在for循环中随机产生两个下标，如果这两个下标不相等的话，可以交换数组中的元素，实现过程如下所示：

import java.util.Random;

/**
 * 随机调换位置实现
 * @Description: 

 * @File: Demo4.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:54:06

 * @Version V1.0
 */
public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        int values[] = new int[100];   
        int temp1,temp2,temp3;   
        Random r = new Random();   
        
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            values[i] = i + 1;
        }
        
        //随机交换values.length次   
        for(int i = 0;i < values.length;i++){   
            temp1 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //随机产生一个位置   
            temp2 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //随机产生另一个位置   
            
            if(temp1 != temp2){
                temp3 = values[temp1];   
                values[temp1] = values[temp2];   
                values[temp2] = temp3;
            } 
        }   
        
        // 遍历数组并打印数据
        for(int i = 0;i < 20;i++){
            System.out.print(values[i] + "\t");
            
            if(( i + 1 ) % 10 == 0){
                System.out.println("\n");
            }
        }
    }
}

　　这种方法也是比较高效的，如果生成10000个数据，那么它所用的时间是0.054s。

　　在数组中利用坐标来实现的基础上可以变换更多相关的解决方法，也可以下面这种方法。例如：比如要生成20个1-100的随机不重复数字，我们可 以把1-100这些数字存储在一个数组中，关于重复问题我们可以每取出一个数字就把数组的最后一个数字替换刚取走的那个位置上；这样就不会出现重复的问题 了；这样我们的for循环也只需要20次就够了。等等诸如此类的，有兴趣的朋友可以自行研究。这里不再过多的讲述。

　　以上是关于在JAVA中实现随机无重复数字的功能，当然方法也不仅限于这么几种，还有其它的实现方法。希望能对接触不久的朋友有所帮助，也希望能够起到抛砖引玉的作用。

　　

　　示例下载：/Files/hanyonglu/JAVA/MyTestDemo.rar

　　最后，希望转载的朋友能够尊重作者的劳动成果，加上转载地址：http://www.cnblogs.com/hanyonglu/archive/2012/10/18/2730007.html 谢谢。

　　完毕。^_^