Java – 1から100までの範囲の乱数を生成する方法を解説

Javaで1から100までの範囲の乱数を生成するには、java.util.RandomクラスやMath.random()メソッドを使用します。

Randomクラスでは、nextInt(100)で0から99の乱数を生成し、それに1を加えることで1から100の範囲に調整します。

一方、Math.random()では、Math.random() * 100で0.0から99.999…の値を生成し、(int)でキャストして1を加えることで同様の範囲を得られます。

Randomクラスを使用した乱数生成

JavaのRandomクラスを使用すると、簡単に乱数を生成することができます。

このクラスは、擬似乱数生成器を提供し、さまざまな型の乱数を生成するためのメソッドを備えています。

以下に、1から100までの範囲の乱数を生成する方法を示します。

import java.util.Random; // Randomクラスをインポート
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random(); // Randomオブジェクトの生成
        
        // 1から100までの乱数を生成
        int randomNumber = random.nextInt(100) + 1; // 0から99の乱数に1を加える
        
        System.out.println("生成された乱数: " + randomNumber); // 生成された乱数を表示
    }
}

このコードでは、RandomクラスのnextInt(int bound)メソッドを使用して、0から指定した上限(この場合は100)未満の乱数を生成しています。

生成された乱数に1を加えることで、1から100の範囲に調整しています。

出力結果は以下のようになります。

生成された乱数: 42

このように、Randomクラスを使うことで、簡単に乱数を生成することができます。

Math.random()を使用した乱数生成

Math.random()メソッドを使用すると、0.0以上1.0未満の乱数を生成することができます。

このメソッドを利用して、1から100までの範囲の乱数を生成する方法を以下に示します。

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        // Math.random()を使用して1から100までの乱数を生成
        int randomNumber = (int)(Math.random() * 100) + 1; // 0から99の乱数に1を加える
        
        System.out.println("生成された乱数: " + randomNumber); // 生成された乱数を表示
    }
}

このコードでは、Math.random()メソッドを使用して生成された乱数に100を掛け、整数型にキャストすることで、0から99の範囲の整数を得ています。

その後、1を加えることで、1から100の範囲に調整しています。

出力結果は以下のようになります。

生成された乱数: 57

この方法は、Mathクラスを利用することで、簡潔に乱数を生成することができるため、特に軽量なアプリケーションでよく使用されます。

ThreadLocalRandomを使用した乱数生成

ThreadLocalRandomクラスは、マルチスレッド環境での乱数生成を効率的に行うためのクラスです。

このクラスを使用することで、スレッドごとに独立した乱数生成器を持つことができ、競合を避けることができます。

以下に、1から100までの範囲の乱数を生成する方法を示します。

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom; // ThreadLocalRandomクラスをインポート
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        // ThreadLocalRandomを使用して1から100までの乱数を生成
        int randomNumber = ThreadLocalRandom.current().nextInt(1, 101); // 1以上101未満の乱数を生成
        
        System.out.println("生成された乱数: " + randomNumber); // 生成された乱数を表示
    }
}

このコードでは、ThreadLocalRandom.current()メソッドを使用して現在のスレッドに関連付けられた乱数生成器を取得し、nextInt(int origin, int bound)メソッドを使用して1から100の範囲の乱数を生成しています。

boundは上限を指定するため、101を指定することで100までの乱数を得ています。

出力結果は以下のようになります。

生成された乱数: 34

ThreadLocalRandomを使用することで、特にマルチスレッド環境において、パフォーマンスを向上させることができます。

SecureRandomを使用した乱数生成

SecureRandomクラスは、セキュリティが重要なアプリケーションで使用される高品質な乱数生成器です。

このクラスは、暗号学的に安全な乱数を生成するために設計されており、予測不可能な乱数を必要とする場合に適しています。

以下に、1から100までの範囲の乱数を生成する方法を示します。

import java.security.SecureRandom; // SecureRandomクラスをインポート
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        SecureRandom secureRandom = new SecureRandom(); // SecureRandomオブジェクトの生成
        
        // 1から100までの乱数を生成
        int randomNumber = secureRandom.nextInt(100) + 1; // 0から99の乱数に1を加える
        
        System.out.println("生成された乱数: " + randomNumber); // 生成された乱数を表示
    }
}

このコードでは、SecureRandomクラスのnextInt(int bound)メソッドを使用して、0から99の範囲の乱数を生成し、1を加えることで1から100の範囲に調整しています。

SecureRandomは、通常のRandomクラスよりも計算コストが高いですが、セキュリティが求められる場面では非常に有用です。

出力結果は以下のようになります。

生成された乱数: 78

SecureRandomを使用することで、特にセキュリティが重視されるアプリケーションにおいて、より安全な乱数を生成することができます。

まとめ

この記事では、Javaにおける乱数生成の方法として、Randomクラス、Math.random()メソッド、ThreadLocalRandomクラス、そしてSecureRandomクラスの4つの手法を紹介しました。

それぞれの方法には特性があり、用途に応じて使い分けることが重要です。

これを機に、実際のプログラムに乱数生成を取り入れて、さまざまな機能を実装してみてください。