的Java奇怪的浮動行爲

Question

這裏是我的代碼看起來像剝了下來，儘可能：

float delay = (float)5000; 
     long startTime = System.nanoTime(); 
     int elapsed = 0; 
     for (int i = 0; i < 20; i++) { 
      elapsed = (int) ((System.nanoTime() - startTime)/1000000); 
//   System.out.println("Elapsed: " + elapsed); 
      float range = delay * 0.4f; 
      float randomNum = (float)(Math.random() * range - (delay * 0.2f)); 
      if (elapsed > (delay + randomNum)) { 
       System.out.println("Random Num: " + randomNum); 
       startTime = System.nanoTime(); 
      } else { 
       i--; 
       continue; 
      } 
     } 

正如你可以看到我的循環20次，5秒鐘後打印出一個隨機數（5000毫秒）。這是輸出的樣子：

正如你可以看到，所有的輸出都非常接近-1000。我試圖產生一個從-1000到1000的隨機浮動，但他們似乎都在-1000左右。所以，我檢查，以確保實際的隨機數發生器工作時，使用此代碼：

float delay = (float)5000; 
     long startTime = System.nanoTime(); 
     int elapsed = 0; 
     for (int i = 0; i < 20; i++) { 
      elapsed = (int) ((System.nanoTime() - startTime)/1000000); 
//   System.out.println("Elapsed: " + elapsed); 
      float range = delay * 0.4f; 
      float randomNum = (float)(Math.random() * range - (delay * 0.2f));     
      System.out.println("Random Num: " + randomNum); 
      startTime = System.nanoTime(); 
     } 

基本上我拿了過去的方程和剛剛打印的隨機數，而不if語句。這是我得到的輸出：

在這個例子中，我很隨意輸出，完全像你期望的那樣。但是，如果像第一組代碼中一樣添加過去後，輸出將回到-999，並帶有一些隨機小數位。

更有意思的是，如果你把打印語句正上方，如果randomNum後聲明和權限被分配一個值，你會得到這些輸出：再次

，數字是隨機的。由於某些原因，第一個示例代碼中放入了部分代碼，randomNum變量在調用if語句之後立即發生變化。爲什麼會發生？

Answer 1

問題是，雖然您在所需的範圍內生成隨機數，但您系統地丟棄了所有-999以上的數。

考慮這樣的代碼：

while (true) { 
    // generate a random number in the range [-1000, 1000): 
    final double randomNum = 2000 * Math.random() - 1000; 

    // print it if it's in the range [-1000, -999): 
    if (randomNum < -999) { 
     System.out.println("Random Num: " + randomNum); 
    } 
} 

上面的代碼將打印出一串隨機數的範圍在[− 1000，  − 999）;你明白爲什麼？

你的代碼當然更復雜，但它實際上是在做同樣的事情。

要了解原因，讓我們看看你的代碼：

float delay = (float)5000; 
     long startTime = System.nanoTime(); 
     int elapsed = 0; 
     for (int i = 0; i < 20; i++) { 
      elapsed = (int) ((System.nanoTime() - startTime)/1000000); 
//   System.out.println("Elapsed: " + elapsed); 
      float range = delay * 0.4f; 
      float randomNum = (float)(Math.random() * range - (delay * 0.2f)); 
      if (elapsed > (delay + randomNum)) { 
       System.out.println("Random Num: " + randomNum); 
       startTime = System.nanoTime(); 
      } else { 
       i--; 
       continue; 
      } 
     } 

讓我們簡化/修剪了一點，所以它更容易閱讀—刪除註釋掉線，清理空格，刪除強制轉換爲int和float（這是確定使用long和double），內聯的各種值，改變for -loop - 即，包含代碼，也就是說，發生變異，其指數變量轉化爲更多的明確while -loop，將System.nanoTime()更改爲，但將百萬分結果更改爲System.currentTimeMillis()，將某些變量重命名萊爲清楚起見，等：

long prevTimeMillis = System.currentTimeMillis(); 
int i = 0; 
while (i < 20) { 
    final long elapsedMillis = System.currentTimeMillis() - prevTimeMillis; 
    final double randomNum = 2000 * Math.random() - 1000; 
    if (elapsedMillis > 5000 + randomNum) { 
     System.out.println("Random Num: " + randomNum); 
     prevTimeMillis = System.currentTimeMillis(); 
     i++; 
    } 
} 

即使在手是簡單的代碼，我們還需要兩個關鍵的見解：

• elapsedMillis > 5000 + randomNum是寫randomNum < elapsedMillis - 5000的另一種方式。
• 最初，elapsedMillis == 0;每次我們成功打印出一個數字後，再次輸入elapsedMillis == 0。在這之間，有一些循環迭代，其中elapsedMillis增加了1，但是在大多數循環迭代中它根本不會改變。
  • 這是因爲這個循環非常快，每毫秒有很大數量的迭代。 （這不是從第一原理一定是顯而易見的，但它的解釋你得到的輸出的唯一方式。）

所以這個代碼將循環快，產生一個又一個隨機數並放棄每一個一直到elapsedMillis == 4001，此時每個隨機數將被丟棄，除以外的隨機數小於-999。由於您每毫秒執行大量的循環迭代，並且每毫秒生成大量的隨機數，因此極有可能設法生成一個小於-999的隨機數，而elapsedMillis == 4001。然後elapsedMillis重置爲零。所以大於-999的隨機數從來沒有機會參與競爭：elapsedMillis從不大於4001，所以這樣的數字總是被丟棄。

要解決此問題，您需要預先選擇一個隨機數「我應該延遲多久？」 之前你開始循環，然後循環，直到你的elapsedMillis超過一個預選的隨機數。另外，假設你真正的目標是在[4秒，6秒]的範圍內延遲一段時間，你應該使用Thread.sleep()而不是這個輪詢/忙等待機制。這樣，您可以優雅地放棄此處理器，以供其他線程和進程使用，而不是僅僅刻錄CPU，直到您準備好繼續。要做到這一點，你可以寫：

for (int i = 0; i < 20; i++) { 
    final long millisToDelay = (long) (2000 * Math.random() - 1000); 
    System.out.println("Millis To Delay: " + millisToDelay); 
    Thread.sleep(millisToDelay); 
} 

Answer 2

我相信你確實有問題的答案位於你提供給我們的第二行代碼中。注意你如何轉換爲浮點數：（float）？

請在包含行同樣的事情：

浮點數=延遲+ randomNum;

，使得其看起來像：

浮點數=（浮點）延遲+ randomNum;

延遲不是浮點數據類型。我認爲應該這樣做。