单元测试随机数java

我的目标是测试一个类是否将其某个属性设置为随机整数值。我在网上发现了一个卡方检测算法，并决定将其投入使用。我对结果感到非常惊讶：样本量越大，测试似乎越不可能通过。我应该说，我绝不是一名统计专家（我可能会问这个问题可能是不言而喻的），所以我可能会在这里弄错一些问题。单元测试随机数java

只在最终的变量int SIZE（在UserTest）变化的测试结果。每个测试运行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

虽然这不是绝对必要的，让我有在这方面真正的随机性，我还是好奇，是什么问题。这是一个错误的算法本身，我错误地使用它，“使测试变得更加困难”的自然结果（统计noob，记住），还是我推动对Java的伪随机发生器的边界？

域类：

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; 
    } 
}

测试类：

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; 
    } 
}

来源

2014-01-19 blagae

在ideone上运行代码时，我无法重现您的结果。打印的号码用'TIMES'（[link]（http://ideone.com/afo86g））表示。你能检查我是否缺少任何东西吗？这很可能取决于平台。 – dasblinkenlight

您应该在randomNumbersRun（）中变量SIZE，而不是testRandomNumbers（）中的TIMES。 – blagae

好的，现在我得到的数字大致相同，无论大小如何（[link]（http://ideone.com/afo86g））。你可以在你的平台上运行一个小实验吗？看看我的代码链接，并通过使随机随机静态（取消注释行16，并删除我的代码中的第20行）更改您的用户类。看看它是否改变了结果。如果是这样，我想我知道可能会发生什么。 – dasblinkenlight

它看起来像你的测试已经在熏出来的错误在您的平台上执行Random。根据documentation，调用new Random()没有参数应该

随机数发生器的种子设为很可能是从该构造的任何其它调用不同的值。

实际上，这是通过在当前时间（以纳秒为单位）上添加一个“随机化系数”，然后根据一些简单算法将随机化系数更改为新值来实现的。但是，确切的实现是针对您的Java平台的。由于在丢弃Random对象之前，您只获得第一个伪随机数，所以您的测试取决于不同随机算法的结果：与其测试Random本身的性能有多好，您的算法正在有效地测试其有多好随机种子选择器。

由于制作Random的User类的static成员有固定的问题，因为它的结果已经在其他平台上的不同（link to code on ideone showing different results）似乎

算法为你的平台上产生的伪随机数比在您的平台上为伪随机数生成器生成种子的算法更好
以上是特定于您的平台的原因，因为在其他平台上，种子生成器也是合理随机的。

来源

2014-01-19 12:56:01 dasblinkenlight

单元测试随机数java

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