1. 概述
生成随机数是编程中的常见任务，主要用于模拟、测试和游戏开发。本文将介绍多种使用伪随机数生成器填充数组内容的方法，涵盖不同场景下的最佳实践。
2. 使用迭代方法
最直接的方式是通过循环迭代填充数组。Java提供了多个伪随机数生成类，适用于不同场景：
Random：通用随机数生成SecureRandom：加密安全随机数ThreadLocalRandom：多线程高效随机数
以下示例使用Random.nextInt()填充数组：
int LOWER_BOUND = 1;
int UPPER_BOUND = 100;
int ARRAY_SIZE = 10;
int[] arr = new int[ARRAY_SIZE];
// 随机数生成器
Random random = new Random();
// 迭代填充
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = random.nextInt(LOWER_BOUND, UPPER_BOUND);
}
System.out.println(Arrays.toString(arr));
典型输出：
[31, 2, 19, 14, 93, 31, 78, 46, 9, 46]
✅ 关键点：
- 定义了数组大小和数值范围
- 使用
nextInt(bound)生成指定范围随机数 - 后续示例将保持相同参数
也可使用Math.random()实现类似效果：
int[] arr = new int[ARRAY_SIZE];
// 迭代填充
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = (int) (Math.random() * (UPPER_BOUND - LOWER_BOUND)) + LOWER_BOUND;
}
System.out.println(Arrays.toString(arr));
输出示例：
[78, 9, 46, 39, 78, 90, 46, 79, 51, 25]
⚠️ 注意：Math.random()返回0.0(含)到1.0(不含)的double值，需手动转换类型和范围。
3. 使用Java Streams
Java 8+提供了更简洁的流式API。伪随机数生成类新增了ints()、longs()、doubles()方法，可直接生成随机数流。
示例使用Random.ints()填充数组：
// 随机数生成器
Random random = new Random();
// 使用ints方法填充
int[] arr = random.ints(ARRAY_SIZE, LOWER_BOUND, UPPER_BOUND).toArray();
System.out.println(Arrays.toString(arr));
输出示例：
[73, 75, 50, 92, 8, 6, 12, 41, 40, 85]
✅ 优势：
- 避免显式循环
- 链式调用简洁高效
- 支持并行流处理
4. 使用Arrays.setAll()方法
Arrays.setAll()方法通过生成器函数填充数组，可与随机数生成器结合使用：
int[] arr = new int[ARRAY_SIZE];
// 填充内容
Arrays.setAll(arr, r -> new SecureRandom().nextInt(LOWER_BOUND, UPPER_BOUND));
System.out.println(Arrays.toString(arr));
输出示例：
[5, 30, 88, 28, 20, 86, 6, 74, 31, 80]
✅ 特点：
- 函数式编程风格
- 支持任意生成器逻辑
- 线程安全（示例使用
SecureRandom）
5. 使用种子生成随机数
某些场景需要控制随机序列（如测试复现）。Random和SecureRandom支持设置种子值，但ThreadLocalRandom为性能考虑不支持此功能。
种子值影响：
- 相同种子 → 相同随机序列
- 不同种子 → 不同随机序列
- 无种子 → 默认行为（每次不同）
// 重复生成相同序列
int[] arr = new Random(12345).ints(ARRAY_SIZE, LOWER_BOUND, UPPER_BOUND).toArray();
int[] arr2 = new Random(12345).ints(ARRAY_SIZE, LOWER_BOUND, UPPER_BOUND).toArray();
System.out.printf("Arr: %s%n", Arrays.toString(arr));
System.out.printf("Arr2: %s%n", Arrays.toString(arr2));
// 使用不同种子
int[] arr3 = new Random(54321).ints(ARRAY_SIZE, LOWER_BOUND, UPPER_BOUND).toArray();
System.out.printf("%nArr2: %s%n", Arrays.toString(arr2));
System.out.printf("Arr3: %s%n", Arrays.toString(arr3));
典型输出：
Arr: [95, 95, 7, 55, 68, 77, 8, 73, 26, 88]
Arr2: [95, 95, 7, 55, 68, 77, 8, 73, 26, 88]
Arr2: [95, 95, 7, 55, 68, 77, 8, 73, 26, 88]
Arr3: [22, 20, 39, 49, 86, 3, 83, 46, 98, 88]
✅ 应用场景：
- 调试时复现问题
- 单元测试固定数据
- 模拟实验可重复性
⚠️ 注意：未设置种子或使用不同种子时，实际输出可能与示例不同（随机性导致）。
6. 结论
本文探讨了Java中填充随机数数组的四种主要方法：
- 迭代填充：最基础的方式，适合简单场景
- 流式API：Java 8+推荐，代码简洁高效
- **Arrays.setAll()**：函数式风格，灵活度高
- 种子控制：特殊场景下的可复现性需求
选择建议：
- 通用场景 →
Random+ 流式API - 加密安全 →
SecureRandom - 多线程 →
ThreadLocalRandom - 测试复现 → 固定种子值
完整代码示例可在GitHub仓库获取。