如何有效地仅生成奇数（或偶数）随机数？

Question

通过查看关于仅生成奇数或偶数的其他问题，我很好奇哪种方法（在速度方面）最有效。

例如，假设我想生成许多奇数，范围从1（含）到1000（不含）； 对于每次迭代，我通常使用的方法如下：

• 生成介于0（含）和500（不含）之间的随机数
• 乘以2
• 加1

有没有更好的方法？

Answer 1

我今天偶然发现了这种方法，并且在StackOverflow上找不到用于生成偶数或奇数的任何用法。

该方法利用以下事实：二进制的所有偶数（包括0 ）的最低有效位均设置为0而所有奇数的最低有效位均设置为1 。

因此，要生成一个奇数，我们可以简单地生成一个期望范围内的随机数，然后按位或1生成一个随机数：

ThreadLocalRandom.current().nextInt(0, 1_000) | 1

使用这种方法，如果生成器选择了一个奇数，则将其保留下来。 但是，如果选择了偶数，则将其按1进行按位或运算实质上会使其递增。

同样，要生成介于2 （含）和1000 （不含）之间的偶数，则只需要清除最低有效位即可。 为此，我们可以简单地按位运算-然后用-2表示值：

ThreadLocalRandom.current().nextInt(2, 1_000) & -2

使用这种方法，如果生成器选择一个偶数，则它会被保留。 但是，如果选择了奇数，则按位加“ -2实际上会使它递减。

这些方法的工作负值完美的罚款，并long为好。

这是JMH基准测试，比较了生成1 （含）和1000 （不含）之间的奇数的两种方法：

@State(Scope.Benchmark)
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@Warmup(iterations = 10, time = 500, timeUnit = TimeUnit.MILLISECONDS)
@Measurement(iterations = 20, time = 500, timeUnit = TimeUnit.MILLISECONDS)
@Fork(5)
public class MyBenchmark {

    private static final ThreadLocalRandom RANDOM = ThreadLocalRandom.current();

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        org.openjdk.jmh.Main.main(args);
    }

    @Benchmark
    public int oldMethod() {
        return RANDOM.nextInt(0, 500) * 2 + 1;
    }

    @Benchmark
    public int newMethod() {
        return RANDOM.nextInt(0, 1000) | 1;
    }
}

结果：

Benchmark              Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.newMethod  avgt  100  6.079 ± 0.137  ns/op
MyBenchmark.oldMethod  avgt  100  6.325 ± 0.009  ns/op

oldMethod可以稍微通过使用能够提高<< 1代替* 2 ，但newMethod仍然是稍快。

Answer 2

您的2n + 1方法很好。 如果愿意，您可以使用流并将其包装在帮助程序方法中，以便于使用：

import java.util.Random;

public static IntStream randomOdds(int from, int upTo) {
    return new Random().ints(from/2, upTo/2).map(n -> 2*n + 1);
}

用法：

randomOdds(1, 1000).limit(20).forEach(System.out::println);