乱数を生成するRandomクラス

2025.02.04

Randomクラスとは

Randomクラスは、擬似乱数を生成するために使用するものです。

乱数は、不規則で予測不能な数のことで、パスワードの自動生成や、カードゲームの並び替え、サイコロを振るなど、いろいろな用途で使用されます。

以下が、乱数を発生するRandomクラスです。

Randomコンストラクタ

Random()

・新規乱数ジェネレータを作成します。
  パラメータ　なし

Random( long seed )

・単一のlong型のシードを使って、新しい乱数ジェネレータを作成します。
  パラメータ　seed : 乱数を作るための基となるデータ

生成した乱数は、いろいろなデータ型で取得することができます。

Random.nextIntメソッド

public int nextInt()

・この乱数ジェネレータのシーケンスを使って、一様分布のint型の次の擬似乱数値を返します

  パラメータ なし

  戻り値     この乱数ジェネレータのシーケンスを使って生成された、一様分布のint型の次の擬似乱数値

public int nextInt( int bound )

・この乱数ジェネレータのシーケンスを使って、0から指定された値の範囲(0は含むが、
    その指定された値は含まない)で一様分布のint型の擬似乱数値を返します。

  パラメータ bound : 乱数の上限。正の値で指定。

  戻り値     この乱数ジェネレータのシーケンスを使った、0(含む)からbound(含まない)の範囲で一様分布の、
                   int型の次の擬似乱数値

Random.nextLongメソッド

public long nextLong()

・この乱数ジェネレータのシーケンスを使って、一様分布のlong型の次の擬似乱数値を返します。
     nextLongの一般規約では、1つのlong型の値が擬似乱数として生成されて返されます。

  パラメータ なし

  戻り値     この乱数ジェネレータのシーケンスを使って生成された、一様分布のlong型の次の擬似乱数値

Random.nextFloatメソッド

public float nextFloat()

・この乱数ジェネレータのシーケンスを使って、0.0から1.0の範囲で一様分布のfloat型の
    次の擬似乱数値を返します。

  パラメータ なし

  戻り値     この乱数ジェネレータのシーケンスを使って生成された、
                  0.0から1.0の範囲の一様分布のfloat型の次の擬似乱数値

Random.nextDoubleメソッド

public double nextDouble()

・この乱数ジェネレータのシーケンスを使って、0.0から1.0の範囲で一様分布のdouble型の
    次の擬似乱数値を返します。

  パラメータ なし

  戻り値     この乱数ジェネレータのシーケンスを使って生成された、
                  0.0から1.0の範囲の一様分布のdouble型の次の擬似乱数値

Random.nextBooleanメソッド

public boolean nextBoolean()

・この乱数ジェネレータのシーケンスを使って、一様分布のboolean型の次の擬似乱数値を返します。
    nextBooleanの一般規約では、1つのboolean型の値が擬似乱数として生成されて返されます。

  パラメータ なし

  戻り値     この乱数ジェネレータのシーケンスを使って生成された、一様分布のboolean型の次の擬似乱数値

Javaソースコード - 1～9の乱数を１つ出力

以下のソースコードは、Randomクラスを使って0から9の乱数を発生し、コンソール出力するものです。

Random4.java

ダウンロード

import java.util.Random;

public class Random4 {
	public static void main( String[] args ) {
		// Randomオブジェクトを生成
		Random rand = new Random();

		// 発生した0～9の乱数をrndに格納
		int rnd = rand.nextInt( 10 );

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

コンパイルソースコードが「ANSI」の場合

C:\talavax\javasample>javac -encoding sjis Random4.java

コンパイルソースコードが「UTF-8」の場合

C:\talavax\javasample>javac Random4.java

実行

C:\talavax\javasample>java Random4

実行結果1

実行結果2

実行結果3

実行する毎に、出力される値が変わります。

ここからソースコードの一部を解説しまます。

import java.util.Random;

Javaのクラスライブラリの中から「import java.util.Random」というパッケージにあるクラスを、このプログラム内で使うために記述します。

この記述により、Randomクラスが利用できるようになります。

008
009

		// 発生した0～9の乱数をrndに格納
		int rnd = rand.nextInt( 10 );

nextInt( 10 )で、0～９の乱数を発生させています。

Javaソースコード - seedを指定して0から9の乱数を5つ出力

以下のソースコードは、Randomオブジェクトの生成時に乱数生成の元になる値seedを与えて乱数を発生するものです。

seedは123456で、乱数を5回発生させてコンソール出力しています。

Random5.java

ダウンロード

import java.util.Random;

public class Random5 {
	public static void main( String[] args ) {
		// seedに123456を指定してRandomオブジェクトを生成
		Random rand = new Random( 123456 );

		// 0から9までの乱数を5つ出力
		System.out.println( rand.nextInt( 10 ) );
		System.out.println( rand.nextInt( 10 ) );
		System.out.println( rand.nextInt( 10 ) );
		System.out.println( rand.nextInt( 10 ) );
		System.out.println( rand.nextInt( 10 ) );
	}
}

コンパイルソースコードが「ANSI」の場合

C:\talavax\javasample>javac -encoding sjis Random5.java

コンパイルソースコードが「UTF-8」の場合

C:\talavax\javasample>javac Random5.java

実行

C:\talavax\javasample>java Random5

実行結果1

実行結果2

実行結果3

seedを与えているので、毎回同じ値が出力されます。

Randomオブジェクトの生成で指定したseedの値を変更すると出力される値のパターンが変わります。

ここからJava ソースコードを解説します。

005
006

		// seedに123456を指定してRandomオブジェクトを生成
		Random rand = new Random( 123456 );

Randomオブジェクトを生成する際に、乱数発生の元になる値(シード)を「123456」にしています。

		// 0から9までの乱数を5つ出力
		System.out.println( rand.nextInt( 10 ) );
		System.out.println( rand.nextInt( 10 ) );
		System.out.println( rand.nextInt( 10 ) );
		System.out.println( rand.nextInt( 10 ) );
		System.out.println( rand.nextInt( 10 ) );

int型の0～9の乱数を5行回出力しています。

Randamオブジェクトにシードを指定しているので、同じパターンの乱数が出力されます。

このように。同じ乱数列を発生する場合は、Randomオブジェクトを生成する際にシードを指定します。

Javaソースコード - いろいろな型の乱数を出力

以下のソースコードは、Randomクラスのメソッドを使って、int型/long型/float型/double型/boolean型の乱数を発生するものです。

Random6.java

ダウンロード

import java.util.Random;

public class Random6 {
	public static void main( String[] args ) {
		// Randomオブジェクトを生成
		Random rand = new Random();

		// int型の乱数を出力
		System.out.println( rand.nextInt() );

		// long型の乱数を出力
		System.out.println( rand.nextLong() );

		// float型の乱数を出力
		System.out.println( rand.nextFloat() );

		// double型の乱数を出力
		System.out.println( rand.nextDouble() );

		// boolean型の乱数を出力
		System.out.println( rand.nextBoolean() );
	}
}

コンパイルソースコードが「ANSI」の場合

C:\talavax\javasample>javac -encoding sjis Random6.java

コンパイルソースコードが「UTF-8」の場合

C:\talavax\javasample>javac Random6.java

実行

C:\talavax\javasample>java Random6

実行結果1

-146028983
-4414664265104478942
0.25325185
0.7986512917892548
true

実行結果2

1292734667
6884048785565067347
0.26474917
0.6046428524434359
true

実行結果3

2110130158
6399806085020879865
0.008584321
0.9720493904888805
false

int型とlong型の乱数は、それぞれの型が持てる範囲で発生されるので、マイナスの値にもなります。

float型とdouble型の乱数は、0.0以上で1.0未満の値を発生します。

boolean型は、「true」または「false」を発生します。

Javaソースコード - 指定した整数範囲の乱数を発生

以下のソースコードは、指定した整数の範囲min～maxの乱数を発生するメソッドを作成した例です。この例では、1～10の乱数を発生しています。

Random7.java

ダウンロード

import java.util.Random;

public class Random7 {
	// 指定した範囲min～maxの乱数を発生する
	private static int random( int min, int max )
	{
		// Randomオブジェクトを生成
		Random rand = new Random();

		// min～maxの乱数を発生
		return rand.nextInt( max - min + 1 ) + min;
	}

	// メイン
	public static void main( String[] args ) {
		// 乱数を20回生成
		for ( int i = 0; i < 20; i++ ) {
			// 1から10までの乱数rndに代入
			 int rnd =  random( 1, 10 );

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

コンパイルソースコードが「ANSI」の場合

C:\talavax\javasample>javac -encoding sjis Random7.java

コンパイルソースコードが「UTF-8」の場合

C:\talavax\javasample>javac Random7.java

実行

C:\talavax\javasample>java Random7

実行結果1

実行結果2

実行結果3

1から10の乱数を発生しています。

ここからJava ソースコードを解説します。

	// 指定した範囲min～maxの乱数を発生する
	private static int random( int min, int max )
	{
		// Randomオブジェクトを生成
		Random rand = new Random();

		// min～maxの乱数を発生
		return rand.nextInt( max - min + 1 ) + min;
	}

min～maxの範囲の整数の乱数を発生するメソッドです。

minからmaxまでの整数は、( max - min + 1 )種類あります。

例えば、min=2でmax=8の場合、( max - min + 1 ) = ( 8 - 2 + 1 ) = 7となります。