鸿蒙NEXT开发案例：随机数生成

【引言】

本项目是一个简单的随机数生成器应用，用户可以通过设置随机数的范围和个数，并选择是否允许生成重复的随机数，来生成所需的随机数列表。生成的结果可以通过点击“复制”按钮复制到剪贴板。

【环境准备】

• 操作系统：Windows 10
• 开发工具：DevEco Studio NEXT Beta1 Build Version: 5.0.3.806
• 目标设备：华为Mate60 Pro
• 开发语言：ArkTS
• 框架：ArkUI
• API版本：API 12

【关键技术点】

1. 用户界面设计

用户界面主要包括以下几个部分：

• 标题栏：显示应用名称。
• 输入框：用户可以输入随机数的起始值、结束值和生成个数。
• 开关：用户可以选择生成的随机数是否允许重复。
• 生成按钮：点击后生成随机数。
• 结果显示区：显示生成的随机数，并提供复制功能。

2. 随机数生成算法

随机数生成是本项目的重点。根据用户是否允许生成重复的随机数，算法分为两种情况：

2.1 不允许重复

当用户选择不允许生成重复的随机数时，程序使用一个 Set 来存储生成的随机数，利用 Set 的特性自动去重。具体步骤如下：

1）计算范围：计算用户指定的随机数范围 range = endValue - startValue + 1。

2）生成随机数：使用一个临时数组 tempArray 来辅助生成不重复的随机数。每次生成一个随机索引 randomIndex，从 tempArray 中取出或计算一个新的随机数 randomNum，并将其添加到 Set 中。

3）更新临时数组：将 tempArray 中末尾的元素移动到随机位置，以确保下次生成的随机数仍然是唯一的。

if (!this.isUnique) {if (countValue > range) {// 显示错误提示this.getUIContext().showAlertDialog({title: '错误提示',message: `请求的随机数数量超过了范围内的总数`,confirm: {defaultFocus: true,value: '我知道了',fontColor: Color.White,backgroundColor: this.primaryColor,action: () => {}},onWillDismiss: () => {},alignment: DialogAlignment.Center,});return;}for (let i = 0; i < countValue; i++) {let randomIndex = Math.floor(Math.random() * (range - i));let randomNum = 0;if (tempArray[randomIndex] !== undefined) {randomNum = tempArray[randomIndex];} else {randomNum = startValue + randomIndex;}generatedNumbers.add(randomNum);if (tempArray[range - 1 - i] === undefined) {tempArray[range - 1 - i] = startValue + range - 1 - i;}tempArray[randomIndex] = tempArray[range - 1 - i];}this.generatedNumbers = JSON.stringify(Array.from(generatedNumbers));
}

2.2 允许重复

当用户选择允许生成重复的随机数时，程序直接在指定范围内生成随机数，并将其添加到结果数组中。

else {for (let i = 0; i < this.countValue; i++) {let randomNumber = this.startValue + Math.floor(Math.random() * (this.endValue - this.startValue));tempArray.push(randomNumber);}this.generatedNumbers = JSON.stringify(tempArray);
}

3. 剪贴板功能

为了方便用户使用，程序提供了将生成的随机数复制到剪贴板的功能。具体实现如下：

private copyToClipboard(text: string): void {const pasteboardData = pasteboard.createData(pasteboard.MIMETYPE_TEXT_PLAIN, text);const systemPasteboard = pasteboard.getSystemPasteboard();systemPasteboard.setData(pasteboardData);promptAction.showToast({ message: '已复制' });
}

【完整代码】

// 导入剪贴板服务模块，用于后续实现复制功能
import { pasteboard } from '@kit.BasicServicesKit';
// 导入用于显示提示信息的服务
import { promptAction } from '@kit.ArkUI';// 使用装饰器定义一个入口组件，这是应用的主界面
@Entry
@Component
struct RandomNumberGenerator {// 定义基础间距，用于布局中的间距设置@State private baseSpacing: number = 30;// 存储生成的随机数字符串@State private generatedNumbers: string = '';// 应用的主题色@State private primaryColor: string = '#fea024';// 文本的颜色@State private fontColor: string = "#2e2e2e";// 输入框是否获取焦点的状态变量@State private isFocusStart: boolean = false;@State private isFocusEnd: boolean = false;@State private isFocusCount: boolean = false;// 是否允许生成的随机数重复@State private isUnique: boolean = true;// 随机数生成的起始值@State private startValue: number = 0;// 随机数生成的结束值@State private endValue: number = 0;// 要生成的随机数个数@State private countValue: number = 0;// 生成随机数的方法private generateRandomNumbers(): void {const startValue = this.startValue; // 获取当前设定的起始值const endValue = this.endValue; // 获取当前设定的结束值const countValue = this.countValue; // 获取当前设定的生成个数const range: number = endValue - startValue + 1; // 计算生成范围// 用于存储生成的随机数const generatedNumbers = new Set<number>(); // 使用Set来自动去重const tempArray: number[] = []; // 临时数组，用于辅助生成不重复的随机数// 如果不允许重复，则使用去重算法生成随机数if (!this.isUnique) {// 如果请求的随机数数量超过了范围内的总数，则显示错误提示if (countValue > range) {this.getUIContext().showAlertDialog({title: '错误提示',message: `请求的随机数数量超过了范围内的总数`,confirm: {defaultFocus: true,value: '我知道了',fontColor: Color.White,backgroundColor: this.primaryColor,action: () => {} // 点击确认后的回调},onWillDismiss: () => {}, // 对话框即将关闭时的回调alignment: DialogAlignment.Center, // 对话框的对齐方式});return;}for (let i = 0; i < countValue; i++) {let randomIndex = Math.floor(Math.random() * (range - i)); // 在剩余范围内选择一个随机索引let randomNum = 0;if (tempArray[randomIndex] !== undefined) { // 如果索引位置已有值，则使用该值randomNum = tempArray[randomIndex];} else {randomNum = startValue + randomIndex; // 否则计算新的随机数}generatedNumbers.add(randomNum); // 添加到Set中，自动去重if (tempArray[range - 1 - i] === undefined) { // 更新末尾元素的位置tempArray[range - 1 - i] = startValue + range - 1 - i;}tempArray[randomIndex] = tempArray[range - 1 - i]; // 将末尾元素移到随机位置}// 将生成的随机数转换成JSON格式的字符串this.generatedNumbers = JSON.stringify(Array.from(generatedNumbers));} else {// 如果允许重复，则直接生成随机数for (let i = 0; i < this.countValue; i++) {let randomNumber = this.startValue + Math.floor(Math.random() * (this.endValue - this.startValue));tempArray.push(randomNumber);}// 将生成的随机数转换成JSON格式的字符串this.generatedNumbers = JSON.stringify(tempArray);}}// 将生成的随机数复制到剪贴板的方法private copyToClipboard(text: string): void {const pasteboardData = pasteboard.createData(pasteboard.MIMETYPE_TEXT_PLAIN, text); // 创建剪贴板数据const systemPasteboard = pasteboard.getSystemPasteboard(); // 获取系统剪贴板systemPasteboard.setData(pasteboardData); // 设置剪贴板数据// 显示复制成功的提示信息promptAction.showToast({ message: '已复制' });}// 构建页面布局的方法build() {Column() {// 标题栏，展示应用名Text("随机数生成").width('100%') // 设置宽度为100%.height(54) // 设置高度为54.fontSize(18) // 设置字体大小为18.fontWeight(600) // 设置字体粗细为600.backgroundColor(Color.White) // 设置背景颜色为白色.textAlign(TextAlign.Center) // 设置文本居中对齐.fontColor(this.fontColor); // 设置文本颜色// 随机数范围设置区域Column() {Row() {Text(`随机数范围`).fontWeight(600) // 设置字体粗细为600.fontSize(18) // 设置字体大小为18.fontColor(this.fontColor); // 设置文本颜色}.margin({ top: `${this.baseSpacing}lpx`, left: `${this.baseSpacing}lpx` }); // 设置边距// 输入随机数范围的两个值Row() {TextInput({ placeholder: '开始(>=)' }) // 输入框，显示占位符.layoutWeight(1) // 设置布局权重为1.type(InputType.Number) // 设置输入类型为数字.placeholderColor(this.isFocusStart ? this.primaryColor : Color.Gray) // 设置占位符颜色.fontColor(this.isFocusStart ? this.primaryColor : this.fontColor) // 设置文本颜色.borderColor(this.isFocusStart ? this.primaryColor : Color.Gray) // 设置边框颜色.borderWidth(1) // 设置边框宽度.borderRadius(10) // 设置圆角半径.backgroundColor(Color.White) // 设置背景颜色.showUnderline(false) // 不显示下划线.onBlur(() => this.isFocusStart = false) // 输入框失去焦点时的处理.onFocus(() => this.isFocusStart = true) // 输入框获得焦点时的处理.onChange((value: string) => this.startValue = Number(value)); // 输入值变化时的处理// 分隔符Line().width(10) // 设置分隔符宽度TextInput({ placeholder: '结束(<=)' }) // 输入框，显示占位符.layoutWeight(1) // 设置布局权重为1.type(InputType.Number) // 设置输入类型为数字.placeholderColor(this.isFocusEnd ? this.primaryColor : Color.Gray) // 设置占位符颜色.fontColor(this.isFocusEnd ? this.primaryColor : this.fontColor) // 设置文本颜色.borderColor(this.isFocusEnd ? this.primaryColor : Color.Gray) // 设置边框颜色.borderWidth(1) // 设置边框宽度.borderRadius(10) // 设置圆角半径.backgroundColor(Color.White) // 设置背景颜色.showUnderline(false) // 不显示下划线.onBlur(() => this.isFocusEnd = false) // 输入框失去焦点时的处理.onFocus(() => this.isFocusEnd = true) // 输入框获得焦点时的处理.onChange((value: string) => this.endValue = Number(value)); // 输入值变化时的处理}.margin({left: `${this.baseSpacing}lpx`, // 左边距right: `${this.baseSpacing}lpx`, // 右边距top: `${this.baseSpacing}lpx`, // 上边距});// 输入生成随机数的个数Text('生成随机数个数').fontWeight(600) // 设置字体粗细为600.fontSize(18) // 设置字体大小为18.fontColor(this.fontColor) // 设置文本颜色.margin({ left: `${this.baseSpacing}lpx`, top: `${this.baseSpacing}lpx` }); // 设置边距Row() {TextInput({ placeholder: '' }) // 输入框，显示占位符.layoutWeight(1) // 设置布局权重为1.type(InputType.Number) // 设置输入类型为数字.placeholderColor(this.isFocusCount ? this.primaryColor : Color.Gray) // 设置占位符颜色.fontColor(this.isFocusCount ? this.primaryColor : this.fontColor) // 设置文本颜色.borderColor(this.isFocusCount ? this.primaryColor : Color.Gray) // 设置边框颜色.borderWidth(1) // 设置边框宽度.borderRadius(10) // 设置圆角半径.backgroundColor(Color.White) // 设置背景颜色.showUnderline(false) // 不显示下划线.onBlur(() => this.isFocusCount = false) // 输入框失去焦点时的处理.onFocus(() => this.isFocusCount = true) // 输入框获得焦点时的处理.onChange((value: string) => this.countValue = Number(value)); // 输入值变化时的处理}.margin({left: `${this.baseSpacing}lpx`, // 左边距right: `${this.baseSpacing}lpx`, // 右边距top: `${this.baseSpacing}lpx`, // 上边距});// 设置数字是否可重复的开关Row() {Text('数字是否可重复').fontWeight(400) // 设置字体粗细为400.fontSize(16) // 设置字体大小为16.fontColor(this.fontColor) // 设置文本颜色.layoutWeight(1); // 设置布局权重为1Toggle({ type: ToggleType.Checkbox, isOn: this.isUnique }) // 切换按钮.width('100lpx') // 设置宽度.height('50lpx') // 设置高度.borderColor(Color.Gray) // 设置边框颜色.selectedColor(this.primaryColor) // 设置选中时的颜色.onChange((isOn: boolean) => this.isUnique = isOn) // 切换状态变化时的处理.align(Alignment.End); // 设置对齐方式为右对齐}.margin({top: `${this.baseSpacing}lpx`, // 上边距}).width('100%') // 设置宽度为100%.padding({left: `${this.baseSpacing}lpx`, // 左内边距right: `${this.baseSpacing}lpx`, // 右内边距top: `${this.baseSpacing / 3}lpx`, // 上内边距}).hitTestBehavior(HitTestMode.Block) // 设置点击测试行为.onClick(() => this.isUnique = !this.isUnique); // 点击时切换状态// 生成随机数的按钮Text('开始生成').fontColor(Color.White) // 设置文本颜色为白色.backgroundColor(this.primaryColor) // 设置背景颜色为主题色.height(54) // 设置高度为54.textAlign(TextAlign.Center) // 设置文本居中对齐.borderRadius(10) // 设置圆角半径.fontSize(18) // 设置字体大小为18.width(`${650 - this.baseSpacing * 2}lpx`) // 设置宽度.margin({top: `${this.baseSpacing}lpx`, // 上边距left: `${this.baseSpacing}lpx`, // 左边距right: `${this.baseSpacing}lpx`, // 右边距bottom: `${this.baseSpacing}lpx` // 下边距}).clickEffect({ level: ClickEffectLevel.HEAVY, scale: 0.8 }) // 设置点击效果.onClick(() => this.generateRandomNumbers()); // 点击时生成随机数}.width('650lpx') // 设置宽度.margin({ top: 20 }) // 设置上边距.backgroundColor(Color.White) // 设置背景颜色为白色.borderRadius(10) // 设置圆角半径.alignItems(HorizontalAlign.Start); // 设置水平对齐方式为左对齐// 显示生成的随机数Column() {Text(`生成的随机数为：`).fontWeight(600) // 设置字体粗细为600.fontSize(18) // 设置字体大小为18.fontColor(this.fontColor) // 设置文本颜色.margin({top: `${this.baseSpacing}lpx`, // 上边距left: `${this.baseSpacing}lpx`, // 左边距});Text(`${this.generatedNumbers}`) // 显示生成的随机数.width('650lpx') // 设置宽度.fontColor(this.primaryColor) // 设置文本颜色为主题色.fontSize(18) // 设置字体大小为18.textAlign(TextAlign.Center) // 设置文本居中对齐.padding({ left: 5, right: 5 }) // 设置内边距.margin({top: `${this.baseSpacing / 3}lpx` // 上边距});// 复制生成的随机数到剪贴板的按钮Text('复制').enabled(this.generatedNumbers ? true : false) // 按钮是否可用.fontColor(Color.White) // 设置文本颜色为白色.backgroundColor(this.primaryColor) // 设置背景颜色为主题色.height(54) // 设置高度为54.textAlign(TextAlign.Center) // 设置文本居中对齐.borderRadius(10) // 设置圆角半径.fontSize(18) // 设置字体大小为18.width(`${650 - this.baseSpacing * 2}lpx`) // 设置宽度.margin({top: `${this.baseSpacing}lpx`, // 上边距left: `${this.baseSpacing}lpx`, // 左边距right: `${this.baseSpacing}lpx`, // 右边距bottom: `${this.baseSpacing}lpx` // 下边距}).clickEffect({ level: ClickEffectLevel.HEAVY, scale: 0.8 }) // 设置点击效果.onClick(() => this.copyToClipboard(this.generatedNumbers)); // 点击时复制随机数}.width('650lpx') // 设置宽度.backgroundColor(Color.White) // 设置背景颜色为白色.borderRadius(10) // 设置圆角半径.margin({ top: `${this.baseSpacing}lpx` }) // 设置上边距.alignItems(HorizontalAlign.Start); // 设置水平对齐方式为左对齐}.height('100%') // 设置高度为100%.width('100%') // 设置宽度为100%.backgroundColor("#f2f3f5"); // 设置背景颜色}
}