Java 中向 List 插入随机整数时如何避免出现重复值

• 索引越界异常：i每次循环都会被重置为0，判断条件中调用options.get(i-1)等价于options.get(-1)，第一次进入循环执行判断时就会抛出索引越界错误，代码无法正常运行。
• 去重逻辑完全失效：即使修复了索引问题，原有逻辑仅校验了生成的随机数和列表前一个元素是否相等，没有校验与列表中所有已存元素是否重复，依然会插入重复值。
• 死循环风险：如果[answer-8, answer+8)区间内排除answer本身后的可用整数数量小于4，循环永远无法满足终止条件，会一直无限执行。
• 查询效率低下：即使补全全量重复校验，基于List的contains方法做重复判断的复杂度是O(n)，插入n个元素的整体复杂度为O(n²)，数据量稍大时效率很低。

方案1：仅基于List实现（适合小数据量场景） #

// 先校验取值区间可用元素是否足够，避免死循环
int rangeStart = answer - 8;
int rangeEnd = answer + 8;
int availableCount = (rangeEnd - rangeStart) - 1; // 排除answer本身
if (availableCount < 4) {
    throw new IllegalArgumentException("取值区间可用元素不足，无法生成4个不重复值");
}
while (options.size() < 4) {
    int random = ThreadLocalRandom.current().nextInt(rangeStart, rangeEnd);
    // 排除等于answer的情况，同时校验是否已存在列表中
    if (random != answer && !options.contains(random)) {
        options.add(random);
    }
}

方案2：使用Set中转（推荐，去重效率更高） #

int rangeStart = answer - 8;
int rangeEnd = answer + 8;
int availableCount = (rangeEnd - rangeStart) - 1;
if (availableCount < 4) {
    throw new IllegalArgumentException("取值区间可用元素不足，无法生成4个不重复值");
}
Set<Integer> tempSet = new HashSet<>();
while (tempSet.size() < 4) {
    int random = ThreadLocalRandom.current().nextInt(rangeStart, rangeEnd);
    if (random != answer) {
        tempSet.add(random); // Set自动去重，无需手动判断重复
    }
}
// 转成目标List集合
options.addAll(tempSet);

内容的提问来源于stack exchange，提问作者fajrulalam