数学関数（乱数） - 【ゆるゆるプログラミング】

2015.12.27

数学

乱数(ランダム)

乱数は、不規則で予測不能な数のことです。

JavaのMath.randomメソッドは0.0以上で1.0より小さい実数の乱数を得ることができます。

この値は何らかの計算式により求められているので本当の意味での乱数ではありませんが、数値発生の規則性が少ないで乱数として使用されます。このような方法で作る乱数は擬似乱数と呼ばれています。

Math.randomメソッドの仕様は以下のとおりです。

Math.randomメソッド

public static double Math.random()

・乱数を返します。

  パラメータ なし

  戻り値     0.0以上、1.0未満の乱数

以下は、Math.メソッドの戻り値を出力するソースコードです。

Random0.java

ダウンロード

public class Random0 {
	public static void main( String[] args ) {
		// 発生した乱数をrndに格納
		double rnd = Math.random();

		// 変数rndを出力
		System.out.print( rnd );
	}
}

Math.randomメソッドは、呼び出すごとに戻す値が違います。

5回実行した結果をみてください。0以上1未満の実数値がランダムに出力されることがわかります。

実行結果 1回目

0.33463196523219774

実行結果 2回目

0.925589633182915

実行結果 3回目

0.3676754227663921

実行結果 4回目

0.4094183184624186

実行結果 5回目

0.18181215808166573

乱数を発生するJavaサンプル

ここからは、このメソッドを利用して、指定した範囲の乱数を発生する方法をいくつかの例で説明します。

0.0以上、10.0未満のdouble型の乱数を発生

Math.randomメソッドに10.0を掛けます。

    double rnd = Math.random() * 10.0;

Math.random()に10.0を掛けた値の最小値は0.000...で、最大値は9.999...になります。

Random1.java

ダウンロード

public class Random1 {
	public static void main( String[] args ) {
		// 0.0以上、10.0未満のdouble型の乱数を発生
		double rnd = Math.random() * 10.0;

		// 変数rndを出力
		System.out.print( rnd );
	}
}

0から99のint型の乱数を発生

Math.randomメソッドに100.0を掛けてint型で型キャストします。

    int rnd =  (int)( Math.random() * 100.0 );

Math.random()に100.0を掛けた値の最小値は0.000...で、最大値は99.999...です。この値をint型でキャストすることで小数点以下が切り捨てられ、0～99の乱数を発生することができます。

Random2.java

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public class Random2 {
	public static void main( String[] args ) {
		// 0から99のint型の乱数を発生
		int rnd =   (int)( Math.random() * 100.0 );

		// 変数rndを出力
		System.out.print( rnd );
	}
}

-50から50のint型の乱数を発生

Math.randomメソッドに101.0を掛けてint型で型キャストした値から50を引きます。

    int rnd =  (int)( Math.random() * 101.0 ) - 50;

Math.random()に101.0を掛けた値の最小値は0.000...で、最大値は100.999...です。この値をint型でキャストすることで小数点以下が切り捨てられ、0～100の乱数を発生することができます。さらに50を引くことで-50～50の値が得られます。

Random3.java

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public class Random3 {
	public static void main( String[] args ) {
		// -50から50のint型の乱数を発生
		 int rnd =   (int)( Math.random() * 101.0 ) - 50;

		// 変数rndを出力
		System.out.print( rnd );
	}
}