單元測試隨機數java

我的目標是測試一個類是否將其某個屬性設置爲隨機整數值。我在網上發現了一個卡方檢測算法，並決定將其投入使用。我對結果感到非常驚訝：樣本量越大，測試似乎越不可能通過。我應該說，我絕不是一名統計專家（我可能會問這個問題可能是不言而喻的），所以我可能會在這裏弄錯一些問題。單元測試隨機數java

只在最終的變量int SIZE（在UserTest）變化的測試結果。每個測試運行30次：

SIZE avg  results 

11  25.4 26, 25, 22, 24, 30 

20  25  26, 26, 24, 22, 27 

30  24  24, 22, 24, 26, 24 

100  19.4 17, 23, 20, 18, 19 

200  16.2 15, 18, 18, 15, 15 

1000 13.2 13, 13, 14, 13, 13 

10000 10  14, 7, 8, 10, 11

雖然這不是絕對必要的，讓我有在這方面真正的隨機性，我還是好奇，是什麼問題。這是一個錯誤的算法本身，我錯誤地使用它，「使測試變得更加困難」的自然結果（統計noob，記住），還是我推動對Java的僞隨機發生器的邊界？

域類：

public class User 
{ 
    public static final int MINIT = 20; 
    public static final int MAXIT = 50; 
    private int iterations; 

    public void setIterations() 
    { 
    Random random = new Random(); 
    setIterations(MINIT+random.nextInt(MAXIT-MINIT)); 
    } 

    private void setIterations(int iterations) { 
    this.iterations = iterations; 
    } 
}

測試類：

public class UserTest { 

    private User user = new User(); 

    @Test 
    public void testRandomNumbers() { 
    int results = 0; 
    final int TIMES = 30; 
    for(int i = 0; i < TIMES; i++) 
    { 
     if (randomNumbersRun()) 
     { 
     results++; 
     } 
    } 
    System.out.println(results); 
    Assert.assertTrue(results >= TIMES * 80/100); 
    } 

    private boolean randomNumbersRun() 
    { 
    ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); 
    int r = User.MAXIT - User.MINIT; 
    final int SIZE = 11; 
    for (int i = 0; i < r*SIZE; i++) { 
     user.setIterations(); 
     list.add(user.getIterations()); 
    } 
    return Statistics.isRandom(list, r); 
    } 
}

卡方算法：

/** 
    * source: http://en.wikibooks.org/wiki/Algorithm_Implementation/Pseudorandom_Numbers/Chi-Square_Test 
    * changed parameter to ArrayList<Number> for generalization 
    */ 
    public static boolean isRandom(ArrayList<? extends Number> randomNums, int r) { 
    //According to Sedgewick: "This is valid if N is greater than about 10r" 
    if (randomNums.size() <= 10 * r) { 
     return false; 
    } 

    //PART A: Get frequency of randoms 
    Map<Number, Integer> ht = getFrequencies(randomNums); 

    //PART B: Calculate chi-square - this approach is in Sedgewick 
    double n_r = (double) randomNums.size()/r; 
    double chiSquare = 0; 

    for (int v : ht.values()) { 
     double f = v - n_r; 
     chiSquare += f * f; 
    } 
    chiSquare /= n_r; 

    //PART C: According to Swdgewick: "The statistic should be within 2(r)^1/2 of r 
    //This is valid if N is greater than about 10r" 
    return Math.abs(chiSquare - r) <= 2 * Math.sqrt(r); 
    } 

    /** 
    * @param nums an array of integers 
    * @return a Map, key being the number and value its frequency 
    */ 
    private static Map<Number, Integer> getFrequencies(ArrayList<? extends Number> nums) { 
    Map<Number, Integer> freqs = new HashMap<Number, Integer>(); 

    for (Number x : nums) { 
     if (freqs.containsKey(x)) { 
     freqs.put(x, freqs.get(x) + 1); 
     } else { 
     freqs.put(x, 1); 
     } 
    } 

    return freqs; 
    } 
}

來源

2014-01-19 blagae

在ideone上運行代碼時，我無法重現您的結果。打印的號碼用'TIMES'（[link]（http://ideone.com/afo86g））表示。你能檢查我是否缺少任何東西嗎？這很可能取決於平臺。 – dasblinkenlight

您應該在randomNumbersRun（）中變量SIZE，而不是testRandomNumbers（）中的TIMES。 – blagae

好的，現在我得到的數字大致相同，無論大小如何（[link]（http://ideone.com/afo86g））。你可以在你的平臺上運行一個小實驗嗎？看看我的代碼鏈接，並通過使隨機隨機靜態（取消註釋行16，並刪除我的代碼中的第20行）更改您的用戶類。看看它是否改變了結果。如果是這樣，我想我知道可能會發生什麼。 – dasblinkenlight

它看起來像你的測試已經在薰出來的錯誤在您的平臺上執行Random。根據documentation，調用new Random()沒有參數應該

隨機數發生器的種子設爲很可能是從該構造的任何其它調用不同的值。

實際上，這是通過在當前時間（以納秒爲單位）上添加一個「隨機化係數」，然後根據一些簡單算法將隨機化係數更改爲新值來實現的。但是，確切的實現是針對您的Java平臺的。由於在丟棄Random對象之前，您只獲得第一個僞隨機數，所以您的測試取決於不同隨機算法的結果：與其測試Random本身的性能有多好，您的算法正在有效地測試其有多好隨機種子選擇器。

由於製作Random的User類的static成員有固定的問題，因爲它的結果已經在其他平臺上的不同（link to code on ideone showing different results）似乎

算法爲你的平臺上產生的僞隨機數比在您的平臺上爲僞隨機數生成器生成種子的算法更好
以上是特定於您的平臺的原因，因爲在其他平臺上，種子生成器也是合理隨機的。

來源

2014-01-19 12:56:01 dasblinkenlight

單元測試隨機數java

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