Java 中的生成给定大小的随机字符串

在 Java 中生成随机字符串是一个简单的概念，通常用于构建 ID、临时密码、会话令牌或其他需要字母数字字符串的场景。有几种方法可以使用不同的类和方法来实现这一点。

方法 1：使用 Math.random()

Math.random() 方法返回一个介于 0.0（含）和 1.0（不含）之间的随机双精度数。此值可以缩放并转换为整数，以便准确地从预定义的字符集中选择字符来构造随机字符串。

算法

步骤 1：定义字符集：创建一个包含可以作为随机字符串一部分的所有字符的字符串（例如，大写字母、小写字母、数字）。

步骤 2：初始化 StringBuilder：使用 StringBuilder 高效地构建字符串，因为它允许动态调整大小和追加。

步骤 3：生成随机字符：使用循环，通过使用 Math.random() 生成随机索引来生成字符串的每个字符。从字符集中选择生成索引处的字符。

步骤 4：将选定的字符追加到 StringBuilder。将 StringBuilder 转换为字符串并返回。

文件名：MathRandomStringGenerator.java

输出

 
Random String: S14AL6rGlO                                                                                  

方法 2：使用 CharSet

在 Java 中生成随机字符串时，使用 CharSet 可以灵活地控制字符串中可以出现的字符。此方法允许您指定要包含的字符，例如仅大写字母、小写字母、数字、特殊字符或它们的任何组合。

算法

步骤 1：初始化 SecureRandom：创建一个 SecureRandom 实例，以确保加密强度高的随机值。

步骤 2：定义字符集：指定一个包含可用于随机字符串的所有字符的字符串。

步骤 3：生成随机字符：对于字符串所需长度的每个位置，使用 SecureRandom 实例生成一个随机索引。

步骤 4：使用随机索引从字符集中选择一个字符。将选定的字符追加到 StringBuilder。将 StringBuilder 转换为字符串并返回。

文件名：SecureCustomCharSetRandomStringGenerator.java

输出

 
Secure Random String: jf0ip3t8LI                                                                                                       

方法 3：使用正则表达式

Java 中的正则表达式（regex）提供了一种描述字符串可以匹配的模式的方法。要使用正则表达式生成随机字符串，通常使用占位符和量词来定义字符串的结构（例如，字符、数字、特殊字符），然后随机地用实际字符替换这些占位符。

算法

步骤 1：创建一个 StringBuilder (sb) 来构造随机字符串。实例化一个 Random 对象 (random) 来生成随机数。

步骤 2：编译 Regex 模式：使用 Pattern.compile(regexPattern) 将 regexPattern 字符串编译为 Pattern 对象 (pattern)。

步骤 3：开始一个循环，从 0 到 length - 1 生成字符串的字符。使用 random.nextInt(126 - 32 + 1) + 32 在 ASCII 范围内生成一个随机整数。将此整数转换为字符 (char) 以获取随机 ASCII 字符。

步骤 4：将生成的随机字符 (randomChar) 追加到 StringBuilder (sb)。将 StringBuilder 转换为字符串 (sb.toString())。通过调用 pattern.matcher(string) 创建一个 Matcher (matcher) 来检查生成的字符串是否匹配正则表达式模式。

步骤 5：如果生成的字符串不匹配正则表达式 (!matcher.matches())，则递归调用 generateRandomString(regexPattern, length)，直到生成匹配的字符串为止。

步骤 6：一旦生成了匹配正则表达式的有效字符串，就将其作为输出返回。

文件名：RegexRandomStringGenerator.java

输出

 
Random String: dhc4xKc5IA

方法 4：使用列表

在 Java 中使用列表生成随机字符串是一种灵活高效的方法。列表提供动态大小和易于操作，这使其适用于管理可以从中生成随机字符串的自定义字符集。此方法涉及将字符存储在列表中，并从该列表中随机选择字符来形成所需的随机字符串。

算法

步骤 1：初始化 charList 列表，并用大写字母（'A' 到 'Z'）、小写字母（'a' 到 'z'）和数字（'0' 到 '9'）填充它。

步骤 2：随机字符选择：使用 Random 对象 (random) 在 charList 的边界内生成随机索引。

步骤 3：对于循环的每次迭代（从 0 到 length - 1），生成一个随机索引，并将 charList 中的相应字符追加到 StringBuilder (sb)。

步骤 4：字符串构造：StringBuilder 通过追加每个选定的随机字符来高效地构造最终的随机字符串。sb.toString() 方法将 StringBuilder 转换为字符串，然后作为最终的随机字符串返回。

步骤 5：main 方法设置所需随机字符串的长度（此示例中为 10），并调用 generateRandomString 方法来生成并打印随机字符串。

文件名：ListRandomStringGenerator.java

输出

 
Random String: e3fhP3zA4U 

方法 5：使用 Deque

使用 Deque（双端队列）生成随机字符串提供了构建具有特定模式或约束的字符串的灵活性。当需要控制字符放置或创建遵循必需规则的字符串时，此方法特别有用。

算法

步骤 1：定义一个字符串 charSet，其中包含可用于生成随机字符串的所有字符（例如，“ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789”）。

步骤 2：初始化一个 Character 类型的 Deque (charDeque)。实例化一个 Random 对象 (random) 来生成随机数。

步骤 3：生成随机字符：从 0 循环到 length - 1（其中 length 是随机字符串所需的长度）：在 charSet 的边界内生成一个随机索引。

步骤 4：从 charSet 中检索生成索引处的字符。使用 random.nextBoolean() 随机决定将此字符添加到 charDeque 的开头或末尾

步骤 4.1：如果为 true，则将字符添加到 deque 的开头 (charDeque.addFirst(randomChar))。如果为 false，则将字符添加到 deque 的末尾 (charDeque.addLast(randomChar))。

步骤 5：构造最终字符串：初始化一个 StringBuilder (sb) 来构造最终字符串。当 charDeque 不为空时：从 deque 的开头移除字符 (charDeque.pollFirst()) 并将其追加到 sb。

步骤 6：将 StringBuilder 转换为字符串 (sb.toString()) 并将其作为最终的随机字符串返回。

文件名：DequeRandomStringGenerator.java

输出

 
Random String: 9DhhXfzcBj

方法 6：使用 Queue

在 Java 中使用 Queue 生成随机字符串可以灵活地控制字符插入和检索的顺序。当您希望对字符的添加或处理方式施加特定约束或模式时，此方法特别有用。

算法

步骤 1：定义 charSet，一个包含随机字符串所有可能字符的字符串（ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789）。

步骤 2：使用 LinkedList 创建一个名为 charQueue 的 Queue<Character> 来存储字符。实例化一个 Random 对象 (random) 来生成随机数。

步骤 3：生成随机字符串：使用 for 循环迭代 length 次（其中 length 是随机字符串所需的长度）。生成一个随机索引 (random.nextInt(charSet.length())) 来从 charSet 中选择一个字符。

步骤 4：使用 charSet.charAt() 检索随机索引处的字符。使用 charQueue.offer(randomChar) 将字符添加到 charQueue 的末尾。

步骤 5：使用指定容量（length）初始化 StringBuilder (sb) 以高效地构建最终的随机字符串。使用 while 循环迭代，直到 charQueue 为空：使用 charQueue.poll() 从 charQueue 的开头移除字符并将其追加到 sb。

步骤 6：使用 sb.toString() 将 StringBuilder sb 转换为字符串并将其作为最终的随机字符串返回。

步骤 7：在 main 方法中，指定随机字符串所需的长度（例如，10）。调用 generateRandomString(length) 来生成随机字符串并将其存储在 randomString 中。

文件名：QueueRandomStringGenerator.java

输出

 
Random String: B2sRLhAMn6