在 Java 中生成 8 字节数字

Question

我有点困惑，如何做到这一点。我知道我可以使用 Random 类来生成随机数，但是我不知道如何指定和生成 8 字节数？

谢谢， 武克

Answer 1

您应该注意，java.util.Random 类使用 48 位种子，因此并非所有 8 字节值（64 位序列）都可以使用该类生成。由于这个限制，我建议你在这种情况下使用SecureRandom 和nextBytes method。

用法与java.util.Random解决方案非常相似。

SecureRandom sr = new SecureRandom();
byte[] rndBytes = new byte[8];
sr.nextBytes(rndBytes);

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以下是 48 位种子不够用的原因：

• Random 类实现了一个伪随机生成器，这意味着它是确定性的。
• Random 的当前“状态”决定了未来的位序列。
• 由于它有 2⁴⁸ 个状态，它不能有超过 2⁴⁸ 个可能的未来序列。
• 由于一个 8 字节的值有 2⁶⁴ 种不同的可能性，其中一些可能性永远不会从 Random 对象中读取。

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基于@Peter Lawreys excellent answer（它值得更多的支持！）：这是使用 2×48 位种子创建 java.util.Random 的解决方案。也就是说，java.util.Random 实例能够生成所有可能的longs。

class Random96 extends Random {
    int count = 0;
    ExposedRandom extra48bits;

    class ExposedRandom extends Random {
        public int next(int bits) {    // Expose the next-method.
            return super.next(bits);
        }
    }

    @Override
    protected int next(int bits) {
        if (count++ == 0)
            extra48bits = new ExposedRandom();
        return super.next(bits) ^ extra48bits.next(bits) << 1;
    }
}

Answer 2

我同意 @aioobe 关于 Random 使用 48 位种子的观点。 SecureRandom 是一个更好的解决方案。但是，要回答 OP 关于如何使用 Random 类并仍然允许所有可能的 8 字节值的问题，就是定期重置种子。

int counter = 0;
Random rand = new Random();
Random rand2 = new Random();

if (++counter == 0) rand = new Random(); // reset every 4 billion values.

long randomLong = rand.nextLong() ^ rand2.nextLong() << 1;

Random 只允许 2^47 长值的序列。通过使用两个随机生成器，一个在序列中不断跳动，你得到两个 2^47 * 2^47 的可能值。

Answer 3

可以使用长度为 8 的字节数组来完成：

byte[] byteArray = new byte[8];    
random.nextBytes(byteArray);

或使用long 类型的变量（表示8 字节数字）：

long randomLong = random.nextLong();

Answer 4

long 类型是一个 8 字节有符号整数，所以 Random.nextLong() 似乎可以满足您的需求。或者，如果您需要一个字节数组作为结果：

byte[] result = new byte[8];
Random.nextBytes(result);

Answer 5

对代码here稍作调整：

import java.util.Random;

/** Generate 10 random integers in the range 0..99. */
public final class RandomByte {

  public static final void main(String... aArgs){
    log("Generating 10 random integers in range 0..255.");

    //note a single Random object is reused here
    Random randomGenerator = new Random();
    for (int idx = 1; idx <= 10; ++idx){
      int randomInt = randomGenerator.nextInt(256);
      // int randomInt = randomGenerator.nextBytes(256);
      log("Generated : " + randomInt);
    }

    log("Done.");
  }

  private static void log(String aMessage){
    System.out.println(aMessage);
  }
}

进一步阅读：Math.random() versus Random.nextInt(int)