랜덤(Random)

랜덤이란 예측할 수 없는 상태를 말한다. 예측할 수 있다면 랜덤이라고 볼 수 없으며, 모든 프로그래밍 언어에서는 랜덤 데이터를 만들 수 있는 방법을 제공한다.

실생활에서의 랜덤

실생활에서 마주할 수 있는 대표적인 랜덤의 형태는 다음과 같다. 랜덤을 추첨할 때 중요한 것은 범위가 존재한다는 것이며, 해당 범위 내에서만 랜덤으로 값이 정해진다는 것을 유의해야 한다.

주사위
로또
경품추첨

자바의 랜덤

자바에서는 대표적으로 다음과 같은 형태의 랜덤 생성 방법을 제공한다.

Math.random() 명령 사용
Random 도구 사용

두 가지 외에도 다양한 방법들이 존재하지만, 라이브러리에 대한 사용법을 어느 정도 알아야 하기 때문에 현재 단계에서는 생략한다.

위의 명령이나 도구를 이용하여 랜덤 데이터를 추첨하기 전에 알아야 할 내용은 다음과 같다.

추첨은 숫자(정수,실수) 형태이며, 문자열은 생성이 불가하다.
기초 프로그래밍에서는 대부분 정수를 추첨하여 사용한다.
추첨하고 싶은 값의 범위를 정확하게 알아야 한다.
값의 범위는 a부터 b까지로 계산하는 것이 아니라 a부터 n개로 설정한다.

Math.random()

Math는 프로그램에 내장된 java.lang 패키지에 포함된 내용으로 수학과 관련된 명령들을 제공한다. 이 중에서 Math.random()은 0 이상 1 미만의 double 데이터를 생성하여 반환하는 명령이다.

double a = Math.random();
System.out.println("a = " + a);

이를 이용하여 계산을 하면 주사위, 로또 등 원하는 범위의 값을 계산할 수 있다. 예를 들어 주사위 값을 추첨하고 싶은 경우 다음과 같이 코드를 작성한다.

int dice = (int)(Math.random() * 6) + 1;
System.out.println("dice = " + dice);

주사위는 1부터 6까지이지만, 위에서 언급한것처럼 프로그래밍에서는 범위를 a부터 n개로 설정하기 때문에 1부터 6개라고 생각하고 코드를 작성한다.

double a = Math.random();//랜덤추첨(0이상 1미만 double)
double b = a * 6;//6개이므로 범위 확장(0이상 6미만 double)
int c = (int)b;//정수변환(0이상 6미만 int)
int d = c + 1;//범위보정(1이상 7미만 int, 원하는 값)
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
System.out.println("c = " + c);
System.out.println("d = " + d);

위의 코드를 압축하여 공식처럼 사용할 수 있다.

int value = (int)(Math.random() * 개수) + 시작값;

반드시 알아야 할 내용은 범위 설정 시 시작값과 개수를 파악하여 코드를 써야 한다는 점이다.

Random

Random은 java.util이라는 패키지에 있으며, 기본적으로 제공되지 않기 때문에 사용법은 조금 더 복잡하지만 다양한 명령을 제공한다는 특징이 있다. 도구를 생성한 뒤 랜덤 데이터를 만드는 방식으로 코드를 작성한다.

import java.util.Random;

public class RandomExample01{
    public static void main(String[] args){
        //도구 생성
        Random r = new Random();
        
        //주사위 데이터 생성
        int dice = r.nextInt(6) + 1;//1부터 6개
        System.out.println("dice = " + dice);
    }
}

각각의 코드에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

import java.util.Random;

Random은 기본적으로 제공되는 도구가 아니기 때문에 import를 통해서 불러오도록 설정해야 한다.

Random r = new Random();

Random 도구를 생성하는 명령이며, 사용할 이름은 r이라고 설정한다. 생성원리는 클래스 부분을 배워야 하므로 나중에 살펴본다.(참고 : 생성자(constructor))

int dice = r.nextInt(6) + 1;

생성한 Random 도구에는 여러 명령이 있는데, 그 중에서 nextInt()라는 명령을 사용하면 원하는 범위의 값을 추첨할 수 있다. 괄호 안에는 개수를, 뒤에는 시작값만큼을 더하여 계산하며 공식처럼 표기하면 다음과 같다.

int value = r.nextInt(개수) + 시작값;

이외에도 다양한 명령들이 존재한다.

.nextBoolean() : 무작위 논리(boolean) 생성
.nextInt() : 무작위 정수(int) 생성
.nextFloat() : 무작위 실수(float) 생성
.nextDouble() : 무작위 실수(double) 생성. Math.random()과 동일한 명령

마찬가지로 문자열을 추첨하는 방법은 없으며, 정수 추첨 후 조건 설정등을 통해 구현하는 등의 다른 방법을 사용해야 한다.

Java 17에서는 다음 명령이 존재한다.

.nextInt(origin, bound)

origin은 랜덤의 최소값을 말하며, bound는 최대값보다 1 큰 숫자를 말한다

따라서 1부터 45사이의 랜덤 int값을 위의 명령으로 추첨하려면 다음과 같이 작성해야 한다.

.nextInt(1, 46)

데모 1 : Math.random()을 이용한 로또번호 추첨

public class RandomExample02 {
    public static void main(String[] args){
        int lotto = (int)(Math.random() * 45) + 1;
        System.out.println("로또번호 = "+lotto);
    }
}

데모 2 : Random을 이용한 로또번호 추첨

import java.util.Random;
public class RandomExample03{
    public static void main(String[] args){
        Random r = new Random();
        int lotto = r.nextInt(45) + 1;
        System.out.println("로또번호 = "+lotto);
    }
}

데모 3 : Math.random()을 이용한 가위바위보 추첨

public class RandomExample04 {
    public static void main(String[] args){
        //가위(0), 바위(1), 보(2)
        int choice = (int)(Math.random() * 3);
        if(choice == 0){
            System.out.println("가위");
        }
        else if(choice == 1){
            System.out.println("바위");
        }
        else{
            System.out.println("보");
        }
    }
}

가위바위보를 추첨하기 위하여 다음과 같이 값을 정해두었다.

가위 : 0
바위 : 1
보 : 2

이러한 약속이 있다면 조건을 통하여 원하는 형태로 치환하여 사용할 수 있다.

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