如何使用自定义字母有效地构建随机字符串

Question

我有一个带有一个 c 字符的字母，并希望用该字母创建长度 n 的随机 String s。/p>

作为示例，假设字母由字母 a-w（so so c = 23）组成，并且生成的 String s应具有 n的长度 = 67。

一种直观但又天真的生成这种String的方法可能看起来像这样：

String alpha = "abcdefghijklmnopqrstuvw";
int c = alpha.length();
int n = 67;
SecureRandom random = new SecureRandom();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for(int i = 0; i < n; i++) {
    int nextPosition = random.nextInt(c);
    sb.append(alpha.charAt(nextPosition));
}
System.out.println(sb.toString());

在工作时，我觉得自己浪费了太多的entophy 。在此示例中，我要问RNG n = 67次，而所有数字仅用于生成一个String。

• 呼叫rng a会不会更有效（...节省内存）次数要小得多，可以更好地利用返回的值？例如。该方法仅调用一次RNG一次 nextBytes(byte[] bytes)和一个byte阵列足够大创建一个长度为67的String？
• 但是在后一种情况下，我不知道如何映射随机byte数组到所需的String。如果一个角色有一个字节的大小（或一个字节的倍数），因此对于 n = 67 i可以向RNG询问67个随机byte S，然后直接映射从数组中的每个byte到一个字符。但是，使用大小 c = 23的字母，每个字符只有五个字节，甚至没有使用所有五个字节 - 如果我们从上方枚举所有字符，则第一个字符'a'具有00000的二进制值，而最后一个字符 'w'的二进制值为 10110（我选择了 n 和 c 的素数并不是一个巧合，它确实应该无论如何工作）。

Answer 1

首先进行一些数学：最小的字节数字n是我们需要从23个字母字母中覆盖67个字符的字节的最小数字？考虑每个字节在256个字母中的"字母"。然后

23 ⁶⁷ ＆lt;256 ⁿ

或

n> 67 * ln（23）/ln（256），可用于37.8848或38个字节。

您可以生成一个38个字节的数组，从中构造BigInteger，然后调用divideAndRemainder(23) 67次以获取单个字符索引和迭代中的下一个数字：

random.nextBytes(bytes);
BigInteger big = new BigInteger(bytes).abs();
BigInteger bigC = BigInteger.valueOf(c);
for (int i = 0 ; i != n ; i++) {
    BigInteger[] dr = big.divideAndRemainder(bigC);
    res[i] = alpha.charAt(dr[1].intValue());
    big = dr[0];
}
String result = new String(res);

demo