令人困惑的java.util.Random nextInt（int n）的实现

Question

我试图理解 java.util.Random.nextInt（int n）是如何工作的，尽管所有搜索甚至调试都无法完全理解实现。

while 循环导致混淆： http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/Random.html#nextInt(int)

int bits, val;
do {
    bits = next(31);
    val = bits % n;    
} while (bits - val + (n-1) < 0);

我意识到这应该解决模数偏差，但很难看出如何。

问题：怎么可能表达

bits - val + (n-1)

为负，假设位值为31位长，即位总是为正？如果位为正，则 val 始终小于位，然后，而条件始终保持＆gt; 0 ...

Answer 1

您在计算中缺少n的值。 n为负数，bits - val -1 1 < n或其他N足以使整数溢出并成为负数。

Answer 2

implementation-of-java-util-random-nextint.

已经解决了这个问题

基本上，我们必须删除bits范围内[0..2^31[的最顶层元素，因为它们会导致非均匀分布

我们在数学上检查：

bits - val + (n-1) >= 2^31

如果java有无符号的32位整数算术，那本可以写它。