生成随机整数数组int[]时如何提高性能

Question

我正在制作比较排序算法的程序。

我使用了大量数字，但是在创建一个由随机数填充的数组时遇到了性能问题。

有没有任何方法可以使其更快？

目前我正在使用：

int[] temp = new int[length];      
for(int i = 0; i < temp.length; i++)
{
   temp[i] = generator.nextInt(temp.length * 10);
}

位置

generator = new Random();

- Gh61

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你能描述一下你提到的这个性能问题吗？length的值是多少？ - user142162

@AntonGarciaDosil 那个方法 在幕后使用了一个记忆化的 java.util.Random，而且它返回的是一个 double，所以会更加笨拙。 - Paul Bellora

我认为我找到了解决方案：http://xkcd.com/221/ - Paul Bellora

@Gh61 我把你的代码复制到了一个JUnit测试类中，将length替换为1000000。运行测试，它只花费了不到0.5秒的时间。我甚至在你的for循环中放置了新的Random()。它肯定需要更长的时间，但是小于3秒。你确定数组创建是瓶颈吗？还是你在386cpu的机器上运行它？（我的笔记本电脑是旧的Thinkpad T60，安装了Archlinux） - Kent

@Gh61 哦，抱歉，你是指1000000！...我没有将“！”视为数学符号。 :( - Kent

Answer 1

你可以尝试通过仅计算一次for循环和newtInt参数的最大值或直接使用你的length变量来加速它。同时，只使用一个静态随机生成器也可以提高效率。

private static final Random GENERATOR = new Random();   

int[] temp = new int[length];      
int tempLen = length * 10;
for(int i = 0; i < length; i++)
{
   temp[i] = GENERATOR.nextInt(tempLen);
}

- sailingthoms

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我点了赞，但我怀疑任何现代JVM都会为您有效地进行优化。 - Jim Blackler

我也是这样做的，在大循环中，但主要问题在于随机代码，而不是长度获取器。 - AlexWien

当然是随机的，但由于你使用了标准随机函数，所以应该像这样做 ;) - sailingthoms

这应该只是一条注释。这是一个好观点，但并没有回答实际问题。 - Paul Bellora

Answer 2

如果您想要更快的速度，可以编写自己的随机数生成器，这样虽然不太随机但速度更快。

不幸的是，这是C代码，但您可以将其翻译成Java：取自http://en.wikipedia.org/wiki/Random_number_generation

对于您的应用程序来说，这已经足够了。但对于密码学来说则不够安全。

m_w = <choose-initializer>;    /* must not be zero */
m_z = <choose-initializer>;    /* must not be zero */

uint get_random()
{
    m_z = 36969 * (m_z & 65535) + (m_z >> 16);
    m_w = 18000 * (m_w & 65535) + (m_w >> 16);
    return (m_z << 16) + m_w;  /* 32-bit result */
}

- AlexWien

Answer 3

你可以尝试使用Uncommons Maths库。它提供了各种随机数生成器，相对于java.util.Random等其他工具实现了高性能。例如，可以看看XORShiftRNG：

非常快的伪随机数生成器。请参阅this page以获取描述。此RNG的周期约为2^160，不如MersenneTwisterRNG长，但速度更快。

免责声明：我个人没有使用过这个库，只是在谷歌上搜索到的。

- Paul Bellora

Answer 4

我看到的是，您的瓶颈在于重复的random()操作。如果您能将其减少到较少的random()操作，最终就会有更快的性能。

我建议首先生成一个非常大的字符串、字节数组或数字。这将导致只有一次大量的初始随机数据创建。可以将其视为随后要处理的数据池。

随后的操作将只需通过迭代来提取随机数。

这样，您只需生成一次随机数据，从而消除了随机数据生成的瓶颈。

请确保使用伪随机而不是真随机，因为真随机肯定会影响性能。

- AbuZubair

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生成随机数组是过程性的。 - ransom bot