產生不重複之亂數

本篇記錄解題時遇到的題目：如何產生不重複的1-10的數字

解題步驟

宣告陣列

• 首先宣告一個陣列空間為10的 num變數

  int[] num = new int[10];
  System.out.print("數字: ");

• 透過for 迴圈製作1-10的數字

  for(int i = 0; i < num.length; i++)
  {
    num[i] = i + 1;
    System.out.print(num[i]+" ");
  }

亂數函式

• 宣告一個陣列 arr 空間為5

• arr陣列用途為放置亂數

  int[] arr = new int[5];

• 首先使用亂數製作0-9的數字n，並放入num陣列

  假設亂數產生出 n=2 ，那麼 num[2] = 3 以此類推：num[0]=1, num[1]=2, num[2]=3, …, num[9]=10

• 再將 num[2] 放入 arr[0]

num	[0]	[1]	[2]	[3]	[4]	[5]	[6]	[7]	[8]	[9]
值	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

arr	[0]	[1]	[2]	[3]	[4]
值	3	0	0	0	0

陣列不會因為取代了前方的值，本值就消失 所以最後方[9]＝10

n = (int)(Math.random()*(10-i));
arr[i] = num[n];

• 剛剛是透過亂數產生0-9，現在變成產生0-8；目的是不去取用到num[9]

  for(int j = n; j < num.length - 1; j++)
  {
    num[j] = num[j+1];
  }

繼續剛剛的假設，如果產生出 n = 8 那麼 num[ 8 ]＝10 再把 num[ 8 ]=10 放到 arr[1] (此為第二個亂數)。

num	[0]	[1]	[2]	[3]	[4]	[5]	[6]	[7]	[8]	[9]
值	1	2	4	5	6	7	8	9	10	10

arr	[0]	[1]	[2]	[3]	[4]
值	3	10	0	0	0

• 以此類推，再產生0-7、0-6、0-5 …

  int n;
  for(int i = 0; i < arr.length; i++)
  {
   n = (int)(Math.random()*(10-i));
   arr[i] = num[n];
   for(int j = n; j < num.length - 1; j++)
  {
        num[j] = num[j+1];
  }
  }
  return arr;

完整程式碼

public class Example
{
public static void main(String[] args)
{
    int[] num = new int[10];
    System.out.print("數字: ");

    for(int i = 0; i < num.length; i++)
    {
       num[i] = i + 1;
       System.out.print(num[i]+" ");
    }

    System.out.print("\n隨機不重複產生5個亂數: ");

    int[] Array;

    Array = getRandom(num);

    for(int i = 0; i < 5; i++)

       System.out.print(Array[i] + " ");
}

public static int[] getRandom(int[] num)
{
    int[] arr = new int[5];
    int n;
    for(int i = 0; i < arr.length; i++)
    {
        n = (int)(Math.random()*(10-i));
        arr[i] = num[n];
        for(int j = n; j < num.length - 1; j++)
        {
            num[j] = num[j+1];
        }
    }
    return arr;
}
}

後記

本文於 iT邦幫忙曾被提出討論，在此感謝 fysh711426 替我更近一步的解說，以下為 fysh711426 所示範的程式運行：

初值

num 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
arr 0 0 0 0 0

random n = 5

num 1 2 3 4 5 7 8 9 10 10
arr 6 0 0 0 0

random n = 5

num 1 2 3 4 5 8 9 10 10 10
arr 6 7 0 0 0

random n = 3

num 1 2 3 5 8 9 10 10 10 10
arr 6 7 4 0 0

10-i 是因為要讓每次取 num 陣列的範圍變小， 以上面結果來說明，可以理解成不要取重複 10 的部分。

num.length – 1 是因為在把 num 往前移動時，如果不減一，j 在最尾端時 num[j+1] 就會超出陣列範圍。