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<html>
<head>
<title>
Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage
</title>
</head>
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installKbdHandler("97,#startofbody;101,#endofbody;116,cover.html;122,k100003.html;115,search.html;105,index.html;100,JDKDOCS;112,APIDOCS;104,k100107.html;106,k100107.html;107,k100109.html;108,k100114.html");
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<table border=0 cellpadding=0 cellspacing=1 width="100%">
<tr bgcolor="#EEFFCC">
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="cover.html"> Titel </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100003.html"> Inhalt </a>
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<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/index.html" onClick="this.href=getDocIndex()"> DOC </a>
<td align="right">Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage
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<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100107.html"> << </a>
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<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/api/index.html" onClick="this.href=getApiIndex()"> API </a>
<td align="right">Kapitel 16 - Utility-Klassen I
</table>
<hr>
<!-- Section -->
<a name="zufallszahlen"></a>
<h2>16.1 Die Klasse Random </h2>
<hr>
<ul>
<li><a href="k100108.html#zufallszahlen">16.1 Die Klasse Random</a>
<ul>
<li><a href="k100108.html#sectlevel3id016001001">16.1.1 Initialisierung des Zufallszahlengenerators</a>
<li><a href="k100108.html#sectlevel3id016001002">16.1.2 Erzeugen von Zufallszahlen</a>
<ul>
<li><a href="k100108.html#sectlevel4id016001002001">Gleichverteilte Zufallszahlen</a>
<li><a href="k100108.html#sectlevel4id016001002002">Normalverteilte Zufallszahlen</a>
</ul>
</ul>
</ul>
<hr>
<!-- Section -->
<a name="sectlevel3id016001001"></a>
<h3>16.1.1 Initialisierung des Zufallszahlengenerators </h3>
<p>
<a name="ixa101032">Zufallszahlen</a> werden beim Programmieren erstaunlich
häufig gebraucht, beispielsweise für Simulationen, für
Spiele oder zum Aufbau von Testszenarien. Java stellt zu diesem Zweck
eine Klasse <a name="ixa101033"><a href="index_r.html#ixb100128"><font color=#000080><tt>Random</tt></font></a></a>
zur Verfügung, mit der Zufallszahlen erzeugt werden können.
Sie basiert auf dem <i>Linear-Kongruenz-Algorithmus</i>, wie er beispielsweise
in D.E. Knuths »The Art Of Computer Programming, Vol. 2«
beschrieben ist.
<p>
Die Klasse <a href="index_r.html#ixb100128"><font color=#000080><tt>Random</tt></font></a>
erlaubt das Instanzieren eines Zufallszahlengenerators mit oder ohne
manuelles Setzen des <font color="#000077"><tt>seed</tt></font>-Wertes
(also der internen Zufallsvariable):
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
public Random()
public Random(long seed)
</pre>
</font>
</td>
<td valign=top>
<a href="../jdkdocs/api/java/util/Random.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.util.Random')"><font color="#660066" size=-1>java.util.Random</font></a></td>
</tr>
</table>
<p>
Wird der <font color="#000077"><tt>seed</tt></font>-Parameter übergeben,
initialisiert der Zufallszahlengenerator seinen internen Zähler
mit diesem Wert, und die anschließend erzeugte Folge von Zufallszahlen
ist <i>reproduzierbar</i>. Wird dagegen der parameterlose Konstruktor
aufgerufen, initialisiert er den Zufallszahlengenerator auf der Basis
der aktuellen Systemzeit. Die Zufallszahlenfolge ist in diesem Fall
nicht reproduzierbar.
<!-- Section -->
<a name="sectlevel3id016001002"></a>
<h3>16.1.2 Erzeugen von Zufallszahlen </h3>
<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id016001002001"></a>
<h4>Gleichverteilte Zufallszahlen </h4>
<p>
Der Zufallszahlengenerator kann Zufallszahlen für die numerischen
Grundtypen <a href="index_i.html#ixb100244"><font color=#000080><tt>int</tt></font></a>,
<a href="index_l.html#ixb100245"><font color=#000080><tt>long</tt></font></a>,
<a href="index_f.html#ixb100246"><font color=#000080><tt>float</tt></font></a>
oder <a href="index_d.html#ixb100247"><font color=#000080><tt>double</tt></font></a>
erzeugen. Durch Aufruf einer der Methoden <a name="ixa101034"><a href="index_n.html#ixb100786"><font color=#000080><tt>nextInt</tt></font></a></a>,
<a name="ixa101035"><a href="index_n.html#ixb100787"><font color=#000080><tt>nextLong</tt></font></a></a>,
<a name="ixa101036"><a href="index_n.html#ixb100788"><font color=#000080><tt>nextFloat</tt></font></a></a>
oder <a name="ixa101037"><a href="index_n.html#ixb100789"><font color=#000080><tt>nextDouble</tt></font></a></a>
wird die jeweils nächste Zufallszahl des entsprechenden Typs
ermittelt und an den Aufrufer zurückgegeben:
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
public int nextInt()
public int nextInt(int n)
public long nextLong()
public float nextFloat()
public double nextDouble()
</pre>
</font>
</td>
<td valign=top>
<a href="../jdkdocs/api/java/util/Random.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.util.Random')"><font color="#660066" size=-1>java.util.Random</font></a></td>
</tr>
</table>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Anders als in vielen anderen Programmiersprachen liefern diese Methoden
Ergebnisse aus dem gesamten Wertebereich des entsprechenden Grundtyps,
also auch negative Zufallszahlen. Soll der Rückgabewert auf Werte
größer gleich Null beschränkt werden, kann das Ergebnis
mit <font color="#000077"><tt>Math.abs</tt></font> in einen positiven
Wert umgewandelt werden.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Hinweis </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<p>
Sollen nur ganzzahlige Zufallswerte unterhalb einer bestimmten Obergrenze
<i>n</i> erzeugt werden, kann das Ergebnis zusätzlich modulo
<i>n</i> genommen werden. Sollen nur positive Ganzzahlen (inklusive
0) erzeugt werden, kann die mit einem <a href="index_i.html#ixb100244"><font color=#000080><tt>int</tt></font></a>
parametrisierte Variante von <a href="index_n.html#ixb100786"><font color=#000080><tt>nextInt</tt></font></a>
verwendet werden. Zurückgegeben werden gleichverteilte Zufallszahlen
zwischen 0 (inklusive) und <font color="#000077"><tt>n</tt></font>
(exklusive).
<p>
Das folgende Beispiel zeigt die Verwendung von Zufallszahlen zur Generierung
eines Lottotips. Hierbei werden durch Aufruf von <a href="index_n.html#ixb100786"><font color=#000080><tt>nextInt</tt></font></a>
ganzzahlige Zufallszahlen erzeugt und mit Hilfe der <a name="ixa101038"><a href="index_a.html#ixb100790"><font color=#000080><tt>abs</tt></font></a></a>-Methode
und des Modulo-Operators auf den Wertebereich von 1 bis 49 beschränkt.
<font color="#000077"><tt>BitSet b</tt></font> verhindert, dass Zahlen
doppelt in den Tipp eingehen, und wird zur sortierten Ausgabe des
Ergebnisses verwendet:
<a name="lottolisting1"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* Listing1601.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">import</font> java.util.*;
<font color="#555555">004 </font>
<font color="#555555">005 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Listing1601
<font color="#555555">006 </font>{
<font color="#555555">007 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">008 </font> {
<font color="#555555">009 </font> BitSet b = <font color="#0000AA">new</font> BitSet();
<font color="#555555">010 </font> Random r = <font color="#0000AA">new</font> Random();
<font color="#555555">011 </font>
<font color="#555555">012 </font> System.out.print(<font color="#0000FF">"Mein Lottotip: "</font>);
<font color="#555555">013 </font> <font color="#006699">int</font> cnt = 0;
<font color="#555555">014 </font> <font color="#0000AA">while</font> (cnt < 6) {
<font color="#555555">015 </font> <font color="#006699">int</font> num = 1 + Math.abs(r.nextInt()) % 49;
<font color="#555555">016 </font> <font color="#0000AA">if</font> (!b.get(num)) {
<font color="#555555">017 </font> b.set(num);
<font color="#555555">018 </font> ++cnt;
<font color="#555555">019 </font> }
<font color="#555555">020 </font> }
<font color="#555555">021 </font> <font color="#0000AA">for</font> (<font color="#006699">int</font> i = 1; i <= 49; ++i) {
<font color="#555555">022 </font> <font color="#0000AA">if</font> (b.get(i)) {
<font color="#555555">023 </font> System.out.print(i + <font color="#0000FF">" "</font>);
<font color="#555555">024 </font> }
<font color="#555555">025 </font> }
<font color="#555555">026 </font> System.out.println(<font color="#0000FF">""</font>);
<font color="#555555">027 </font> }
<font color="#555555">028 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Listing1601.java"><font color="#000055" size=-1>Listing1601.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 16.1: Zufallszahlen zur Generierung eines Lottotips</i></p>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#0099CC"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=1></td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#0099CC"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Eine etwas einfacher zu handhabende Methode zur Erzeugung von Fließkomma-Zufallszahlen
befindet sich in der Klasse <a name="ixa101039"><a href="index_m.html#ixb100436"><font color=#000080><tt>Math</tt></font></a></a>.
Die Klassenmethode <font color="#000077"><tt>Math.random</tt></font>
kann als Klassenmethode ohne Instanzierung eines Objekts verwendet
werden und erzeugt gleichverteilte Zufallszahlen auf der Basis von
<a href="index_n.html#ixb100789"><font color=#000080><tt>nextDouble</tt></font></a>.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#0099CC">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Tipp </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#0099CC"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<p>
Weitere Informationen zu Zufallszahlen finden sich in <a href="k100303.html#kryptozufallszahlen">Abschnitt 48.1.4</a>,
in dem kryptografische Zufallszahlen erläutert werden.
<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id016001002002"></a>
<h4>Normalverteilte Zufallszahlen </h4>
<p>
Während diese Methoden <i>gleichverteilte</i> Zufallszahlen erzeugen,
liefert die Methode <a name="ixa101040"><a href="index_n.html#ixb100791"><font color=#000080><tt>nextGaussian</tt></font></a></a>
die Zufallszahlen auf der Basis der <i>Normalverteilung</i> mit einem
Mittelwert von 0.0 und der Standardabweichung von 1.0:
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
public double nextGaussian()
</pre>
</font>
</td>
<td valign=top>
<a href="../jdkdocs/api/java/util/Random.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.util.Random')"><font color="#660066" size=-1>java.util.Random</font></a></td>
</tr>
</table>
<p>
Auch hier erzeugt ein Aufruf die jeweils nächste Zufallszahl
auf der Basis des vorherigen Werts.
<hr>
<table border=0 cellpadding=0 cellspacing=1 width="100%">
<tr bgcolor="#EEFFCC">
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="cover.html"> Titel </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100003.html"> Inhalt </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="search.html"> Suchen </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="index.html"> Index </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/index.html" onClick="this.href=getDocIndex()"> DOC </a>
<td align="right">Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage, Addison
Wesley, Version 5.0.1
<tr bgcolor="#EEFFCC">
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100107.html"> << </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100107.html"> < </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100109.html"> > </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100114.html"> >> </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/api/index.html" onClick="this.href=getApiIndex()"> API </a>
<td align="right">© 1998, 2007 Guido Krüger & Thomas
Stark, <a href="http://www.javabuch.de">http://www.javabuch.de</a>
</table>
<a name="endofbody"></a>
</body>
</html>
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