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统计随机数出现次数及找出出现频率最高的数

心靈之曲
发布: 2025-11-02 22:07:01
原创
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统计随机数出现次数及找出出现频率最高的数

本文旨在解决如何统计指定范围内随机数出现次数,并找出出现频率最高的数字。通过Java代码示例,详细讲解了如何利用数组存储随机数,并使用Stream API高效地统计每个数字出现的次数,最终确定出现频率最高的数字。本文提供清晰的代码示例和详细的解释,帮助读者理解和应用该方法。

在许多编程场景中,我们需要生成随机数并分析它们的分布情况。例如,模拟硬翻转、掷骰子,或者在游戏开发中生成随机事件。本文将介绍如何使用Java生成指定范围内的随机数,并统计每个数字出现的次数,最终找出出现频率最高的数字。

1. 生成随机数并存储到数组

首先,我们需要生成指定数量的随机数,并将它们存储到一个数组中。以下代码展示了如何生成1到10之间的随机数,并存储到arrNum数组中:

import java.util.*;

public class RandomNumberCounter {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("请输入要生成的随机数个数: ");

        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int amount = sc.nextInt();

        int[] arrNum = new int[amount];

        for (int i = 0; i < amount; i++) {
            arrNum[i] = (int) (Math.random() * 10 + 1); // 生成1到10的随机数
            System.out.println(arrNum[i]);
        }

        // 后续统计代码将在此处添加
    }
}
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这段代码首先提示用户输入要生成的随机数个数,然后创建一个相应大小的整型数组arrNum。接着,使用Math.random()方法生成1到10之间的随机数,并将它们存储到数组中。

2. 统计每个数字出现的次数

接下来,我们需要统计数组中每个数字出现的次数。可以使用Java 8引入的Stream API来实现这一功能。Stream API提供了一种简洁而高效的方式来处理集合数据。

以下代码展示了如何使用Stream API统计每个数字出现的次数:

import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

public class RandomNumberCounter {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("请输入要生成的随机数个数: ");

        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int amount = sc.nextInt();

        int[] arrNum = new int[amount];

        for (int i = 0; i < amount; i++) {
            arrNum[i] = (int) (Math.random() * 10 + 1); // 生成1到10的随机数
            System.out.println(arrNum[i]);
        }

        // 统计每个数字出现的次数
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            long count = Arrays.stream(arrNum).filter(n -> n == i).count();
            System.out.println("数字 " + i + " 出现的次数: " + count);
        }
    }
}
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这段代码使用一个循环遍历数字1到10。对于每个数字i,它使用Arrays.stream(arrNum)将数组转换为一个Stream,然后使用filter(n -> n == i)过滤出所有等于i的元素,最后使用count()方法统计过滤后的元素个数。

3. 找出出现频率最高的数字

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现在我们已经统计了每个数字出现的次数,接下来需要找出出现频率最高的数字。我们可以使用一个HashMap来存储每个数字及其对应的出现次数,然后遍历HashMap找出出现次数最多的数字。

以下代码展示了如何找出出现频率最高的数字:

import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;

public class RandomNumberCounter {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("请输入要生成的随机数个数: ");

        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int amount = sc.nextInt();

        int[] arrNum = new int[amount];

        for (int i = 0; i < amount; i++) {
            arrNum[i] = (int) (Math.random() * 10 + 1); // 生成1到10的随机数
            System.out.println(arrNum[i]);
        }

        // 统计每个数字出现的次数
        Map<Integer, Long> counts = new HashMap<>();
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            long count = Arrays.stream(arrNum).filter(n -> n == i).count();
            counts.put(i, count);
            System.out.println("数字 " + i + " 出现的次数: " + count);
        }

        // 找出出现频率最高的数字
        int mostFrequentNumber = 0;
        long maxCount = 0;
        for (Map.Entry<Integer, Long> entry : counts.entrySet()) {
            if (entry.getValue() > maxCount) {
                maxCount = entry.getValue();
                mostFrequentNumber = entry.getKey();
            }
        }

        System.out.println("出现频率最高的数字是: " + mostFrequentNumber + ", 出现了 " + maxCount + " 次");
    }
}
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这段代码首先创建一个HashMap counts 来存储每个数字及其对应的出现次数。然后,遍历HashMap找出出现次数最多的数字,并将其存储到mostFrequentNumber变量中。

4. 封装成方法 (可选)

为了代码的重用性和可读性,可以将统计数字出现次数的功能封装成一个方法:

public static long getCount(int[] arr, int num) {
    return Arrays.stream(arr).filter(n -> n == num).count();
}
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然后,在主函数中调用这个方法:

for(int i=1; i<=10; i++) {
    System.out.println("Count for " + i + ": " + getCount(arrNum, i));
}
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注意事项和总结

  • Stream API提供了一种简洁而高效的方式来处理集合数据。
  • HashMap可以用于存储键值对,方便统计每个数字出现的次数。
  • 代码的可读性和重用性非常重要,可以将功能封装成方法。
  • 在实际应用中,可以根据需要调整随机数的范围和数量。
  • 如果随机数范围很大,使用HashMap效率更高。

通过本文的学习,你应该能够生成指定范围内的随机数,并统计每个数字出现的次数,最终找出出现频率最高的数字。这些技术可以应用于各种编程场景,例如模拟、游戏开发和数据分析。

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