java - 如何有效地只生成奇数(或偶数)随机数？

Question

通过查看有关仅偶数或奇数生成的其他问题，我很好奇哪种方法最有效(就速度而言)。

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

• 生成一个介于 0(含)和 500(不含)之间的随机数
• 乘以2
• 添加1

有没有更好的方法？

Answer 1

我今天偶然发现了这个方法，但我在 StackOverflow 上找不到任何用于仅生成偶数或奇数的方法。

此方法利用了以下事实:在二进制中，所有偶数(包括 0)都将其最低有效位设置为 0。而所有奇数的最低有效位都设置为 1 .

因此，要生成一个奇数，我们可以简单地生成一个在所需范围内的随机数，然后用1按位或它。 :

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，那么它就不管了。但是，如果选择了偶数，则将其与 1 进行按位或运算。本质上是增加它。

同样，生成 2 之间的偶数(含)和1000 (独占)，那么我们只需要清除最低有效位。为此，我们可以简单地按位与 -2 的值:

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

使用这种方法，如果生成器选择了一个偶数，那么它就不管了。但是，如果选择了奇数，则将其与 -2 进行按位运算。本质上是递减它。

这些方法对负值非常有效，long

这是一个 JMH 基准测试，比较了在 1 之间生成奇数的两种方法。 (含)和1000 (独家):

@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可以通过使用 << 1 稍微改进而不是 * 2 ，但是 newMethod还是稍微快点。