在Java中利用java.util.Random实现固定概率事件模拟

import java.util.Random;

public class ProbabilitySimulator {

    // 推荐将Random实例作为类的成员变量或通过依赖注入管理，以避免重复创建和潜在的性能问题
    // 对于多线程环境，可以考虑使用ThreadLocal<Random>或SecureRandom
    private final Random generator;

    public ProbabilitySimulator() {
        // 使用无参构造函数，它会使用当前时间作为种子，提供足够的随机性
        this.generator = new Random(); 
    }

    /**
     * 判断一个事件是否应该发生，基于给定的百分比概率。
     *
     * @param probabilityPercentage 事件发生的百分比概率 (0-100)。
     * @return 如果随机数小于 probabilityPercentage，则返回 true (事件发生)，否则返回 false。
     */
    public boolean shouldOccur(int probabilityPercentage) {
        if (probabilityPercentage < 0 || probabilityPercentage > 100) {
            throw new IllegalArgumentException("Probability percentage must be between 0 and 100.");
        }

        // generator.nextDouble() 返回一个介于 0.0（包含）和 1.0（不包含）之间的随机数。
        // 将其乘以 100，得到一个介于 0.0 和 99.999... 之间的随机数。
        // 如果这个随机数小于 probabilityPercentage，则认为事件发生。
        // 例如，如果 probabilityPercentage = 10，那么当随机数落在 [0, 10) 范围内时，返回 true。
        return generator.nextDouble() * 100 < probabilityPercentage;
    }

    // 也可以提供一个静态方法，但每次调用都会创建新的Random实例，可能效率较低
    public static boolean shouldOccurStatic(int probabilityPercentage) {
        if (probabilityPercentage < 0 || probabilityPercentage > 100) {
            throw new IllegalArgumentException("Probability percentage must be between 0 and 100.");
        }
        return new Random().nextDouble() * 100 < probabilityPercentage;
    }

    public static void main(String[] args) {
        ProbabilitySimulator simulator = new ProbabilitySimulator();
        int successCount = 0;
        int totalAttempts = 100000;
        int targetProbability = 10; // 10% 概率

        System.out.println("模拟 " + totalAttempts + " 次，事件发生概率为 " + targetProbability + "%");

        for (int i = 0; i < totalAttempts; i++) {
            if (simulator.shouldOccur(targetProbability)) {
                successCount++;
            }
        }

        double actualProbability = (double) successCount / totalAttempts * 100;
        System.out.printf("实际发生次数: %d, 实际发生概率: %.2f%%\n", successCount, actualProbability);

        // 验证边界情况
        System.out.println("0% 概率是否发生: " + simulator.shouldOccur(0)); // 应该为 false
        System.out.println("100% 概率是否发生: " + simulator.shouldOccur(100)); // 应该为 true
    }
}