Comment générer une valeur BigInteger aléatoire en Java?

La méthode suivante utilise le constructeur BigInteger(int numBits, Random rnd) et rejette le résultat s'il est plus grand que le n spécifié.

public BigInteger nextRandomBigInteger(BigInteger n) {
    Random rand = new Random();
    BigInteger result = new BigInteger(n.bitLength(), rand);
    while( result.compareTo(n) >= 0 ) {
        result = new BigInteger(n.bitLength(), rand);
    }
    return result;
}

L'inconvénient c'est que le constructeur est appelé un nombre quelconque de fois, mais dans le pire des cas (n est que très légèrement supérieure à une puissance de 2) le nombre d'appels au constructeur devrait être seulement 2 fois.

L'approche la plus simple (de loin) serait d'utiliser le constructeur spécifié pour générer un nombre aléatoire avec le bon nombre de bits (floor(log2 n) + 1), puis de le jeter s'il est supérieur à N. Dans le pire des cas possible (par exemple un nombre dans la plage [0, 2ⁿ + 1) vous jetterez un peu moins de la moitié des valeurs que vous créez, en moyenne.

Pourquoi ne pas construire un BigInteger aléatoire, puis en construire un BigDecimal ? Il y a un constructeur dans BigDecimal: public BigDecimal(BigInteger unscaledVal, int scale) qui semble pertinent ici, non ? Donnez-lui un BigInteger aléatoire et une échelle aléatoire int, et vous aurez un BigDecimal aléatoire. Non ?

Voici comment je le fais dans une classe appelée Generic_BigInteger disponible via: La Page Web du code source Générique D'Andy Turner

/**
 * There are methods to get large random numbers. Indeed, there is a
 * constructor for BigDecimal that allows for this, but only for uniform
 * distributions over a binary power range.
 * @param a_Random
 * @param upperLimit
 * @return a random integer as a BigInteger between 0 and upperLimit
 * inclusive
 */
public static BigInteger getRandom(
        Generic_Number a_Generic_Number,
        BigInteger upperLimit) {
    // Special cases
    if (upperLimit.compareTo(BigInteger.ZERO) == 0) {
        return BigInteger.ZERO;
    }
    String upperLimit_String = upperLimit.toString();
    int upperLimitStringLength = upperLimit_String.length();
    Random[] random = a_Generic_Number.get_RandomArrayMinLength(
        upperLimitStringLength);
    if (upperLimit.compareTo(BigInteger.ONE) == 0) {
        if (random[0].nextBoolean()) {
            return BigInteger.ONE;
        } else {
            return BigInteger.ZERO;
        }
    }
    int startIndex = 0;
    int endIndex = 1;
    String result_String = "";
    int digit;
    int upperLimitDigit;
    int i;
    // Take care not to assign any digit that will result in a number larger
    // upperLimit
    for (i = 0; i < upperLimitStringLength; i ++){
        upperLimitDigit = new Integer(
                upperLimit_String.substring(startIndex,endIndex));
        startIndex ++;
        endIndex ++;
        digit = random[i].nextInt(upperLimitDigit + 1);
        if (digit != upperLimitDigit){
            break;
        }
        result_String += digit;
    }
    // Once something smaller than upperLimit guaranteed, assign any digit
    // between zero and nine inclusive
    for (i = i + 1; i < upperLimitStringLength; i ++) {
        digit = random[i].nextInt(10);
        result_String += digit;
    }
    // Tidy values starting with zero(s)
    while (result_String.startsWith("0")) {
        if (result_String.length() > 1) {
            result_String = result_String.substring(1);
        } else {
            break;
        }
    }
    BigInteger result = new BigInteger(result_String);
    return result;
}

Il suffit D'utiliser la réduction modulaire

new BigInteger(n.bitLength(), new SecureRandom()).mod(n)

Compilez ce code F# dans une DLL et vous pouvez également le référencer dans votre C# / VB.NET programmes

type BigIntegerRandom() =
    static let internalRandom = new Random()

    /// Returns a BigInteger random number of the specified number of bytes.
    static member RandomBigInteger(numBytes:int, rand:Random) =
        let r = if rand=null then internalRandom else rand
        let bytes : byte[] = Array.zeroCreate (numBytes+1)
        r.NextBytes(bytes)
        bytes.[numBytes] <- 0uy
        bigint bytes

    /// Returns a BigInteger random number from 0 (inclusive) to max (exclusive).
    static member RandomBigInteger(max:bigint, rand:Random) =
        let rec getNumBytesInRange num bytes = if max < num then bytes else getNumBytesInRange (num * 256I) bytes+1
        let bytesNeeded = getNumBytesInRange 256I 1
        BigIntegerRandom.RandomBigInteger(bytesNeeded, rand) % max

    /// Returns a BigInteger random number from min (inclusive) to max (exclusive).
    static member RandomBigInteger(min:bigint, max:bigint, rand:Random) =
        BigIntegerRandom.RandomBigInteger(max - min, rand) + min