的Java奇怪的浮动行为

Question

这里是我的代码看起来像剥了下来，尽可能：

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环20次，5秒钟后打印出一个随机数（5000毫秒）。这是输出的样子：

正如你可以看到，所有的输出都非常接近-1000。我试图产生一个从-1000到1000的随机浮动，但他们似乎都在-1000左右。所以，我检查，以确保实际的随机数发生器工作时，使用此代码：

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(); 
     } 

基本上我拿了过去的方程和刚刚打印的随机数，而不if语句。这是我得到的输出：

在这个例子中，我很随意输出，完全像你期望的那样。但是，如果像第一组代码中一样添加过去后，输出将回到-999，并带有一些随机小数位。

更有意思的是，如果你把打印语句正上方，如果randomNum后声明和权限被分配一个值，你会得到这些输出：再次

，数字是随机的。由于某些原因，第一个示例代码中放入了部分代码，randomNum变量在调用if语句之后立即发生变化。为什么会发生？

Answer 1

问题是，虽然您在所需的范围内生成随机数，但您系统地丢弃了所有-999以上的数。

考虑这样的代码：

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); 
    } 
} 

上面的代码将打印出一串随机数的范围在[− 1000，  − 999）;你明白为什么？

你的代码当然更复杂，但它实际上是在做同样的事情。

要了解原因，让我们看看你的代码：

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; 
      } 
     } 

让我们简化/修剪了一点，所以它更容易阅读—删除注释掉线，清理空格，删除强制转换为int和float（这是确定使用long和double），内联的各种值，改变for -loop - 即，包含代码，也就是说，发生变异，其指数变量转化为更多的明确while -loop，将System.nanoTime()更改为，但将百万分结果更改为System.currentTimeMillis()，将某些变量重命名莱为清楚起见，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++; 
    } 
} 

即使在手是简单的代码，我们还需要两个关键的见解：

• elapsedMillis > 5000 + randomNum是写randomNum < elapsedMillis - 5000的另一种方式。
• 最初，elapsedMillis == 0;每次我们成功打印出一个数字后，再次输入elapsedMillis == 0。在这之间，有一些循环迭代，其中elapsedMillis增加了1，但是在大多数循环迭代中它根本不会改变。
  • 这是因为这个循环非常快，每毫秒有很大数量的迭代。 （这不是从第一原理一定是显而易见的，但它的解释你得到的输出的唯一方式。）

所以这个代码将循环快，产生一个又一个随机数并放弃每一个一直到elapsedMillis == 4001，此时每个随机数将被丢弃，除以外的随机数小于-999。由于您每毫秒执行大量的循环迭代，并且每毫秒生成大量的随机数，因此极有可能设法生成一个小于-999的随机数，而elapsedMillis == 4001。然后elapsedMillis重置为零。所以大于-999的随机数从来没有机会参与竞争：elapsedMillis从不大于4001，所以这样的数字总是被丢弃。

要解决此问题，您需要预先选择一个随机数“我应该延迟多久？” 之前你开始循环，然后循环，直到你的elapsedMillis超过一个预选的随机数。另外，假设你真正的目标是在[4秒，6秒]的范围内延迟一段时间，你应该使用Thread.sleep()而不是这个轮询/忙等待机制。这样，您可以优雅地放弃此处理器，以供其他线程和进程使用，而不是仅仅刻录CPU，直到您准备好继续。要做到这一点，你可以写：

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

我相信你确实有问题的答案位于你提供给我们的第二行代码中。注意你如何转换为浮点数：（float）？

请在包含行同样的事情：

浮点数=延迟+ randomNum;

，使得其看起来像：

浮点数=（浮点）延迟+ randomNum;

延迟不是浮点数据类型。我认为应该这样做。