如何自定義Java Random以生成特定分布的隨機數

在Java中，java.util.Random類提供了生成各種類型隨機數的方法，但這些方法通常生成的是均勻分布（Uniform Distribution）的隨機數。如果你需要生成特定分布的隨機數，比如正態分布、泊松分布或指數分布等，可以使用以下幾種方法：

1. 使用Random類的內置方法：

   • 對于正態分布，可以使用nextGaussian()方法生成均值為0，標準差為1的正態分布隨機數。
   • 對于泊松分布和指數分布，Random類沒有直接的方法，但可以通過其他方式實現。

2. 使用Apache Commons Math庫： Apache Commons Math庫提供了豐富的數學函數和分布類，可以方便地生成各種分布的隨機數。

以下是一些示例代碼：

使用Random類的內置方法

import java.util.Random;

public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();

        // 生成均勻分布的隨機數
        double uniformRandom = random.nextDouble();
        System.out.println("Uniform Random: " + uniformRandom);

        // 生成正態分布的隨機數（均值為0，標準差為1）
        double normalRandom = random.nextGaussian();
        System.out.println("Normal Random: " + normalRandom);
    }
}

使用Apache Commons Math庫

首先，你需要添加Apache Commons Math庫的依賴。如果你使用Maven，可以在pom.xml中添加以下依賴：

<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-math3</artifactId>
    <version>3.6.1</version>
</dependency>

然后，你可以使用RandomDataGenerator類來生成各種分布的隨機數：

import org.apache.commons.math3.distribution.NormalDistribution;
import org.apache.commons.math3.random.RandomDataGenerator;

public class RandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        RandomDataGenerator randomDataGenerator = new RandomDataGenerator();

        // 生成均勻分布的隨機數
        double uniformRandom = randomDataGenerator.nextUniform(0, 1);
        System.out.println("Uniform Random: " + uniformRandom);

        // 生成正態分布的隨機數（均值為0，標準差為1）
        NormalDistribution normalDistribution = new NormalDistribution(0, 1);
        double normalRandom = normalDistribution.sample();
        System.out.println("Normal Random: " + normalRandom);

        // 生成泊松分布的隨機數
        double poissonRandom = randomDataGenerator.nextPoisson(5);
        System.out.println("Poisson Random: " + poissonRandom);

        // 生成指數分布的隨機數
        double exponentialRandom = randomDataGenerator.nextExponential(1.0);
        System.out.println("Exponential Random: " + exponentialRandom);
    }
}

通過這些方法，你可以輕松地生成各種分布的隨機數。Apache Commons Math庫提供了更多的分布類型和更靈活的參數設置，適合更復雜的需求。