Java数组如何限制元素总和为45且元素数量在3到20之间随机

• 参数赋值无效：Java为值传递，方法内部执行cards = new int[45]仅会修改方法内的局部引用，外部传入的数组对象不会被改动，无法拿到生成结果
• 数值生成无约束：每个元素独立随机生成，没有总和限制，必然会出现总和超出45的问题
• 统计逻辑完全反向：初始sum值设为45，还不停累加元素值，完全不符合总和固定为45的要求
• 数组初始化不合理：固定生成45长度的数组，实际仅用到前N个位置，空间浪费且不符合动态长度的需求

采用隔板法生成符合要求的数组，逻辑如下：

1. 先随机生成3~20之间的元素个数N
2. 将总和45看做45个连续的数值，在1~44的间隙中随机选择N-1个不重复的位置插入隔板
3. 相邻隔板的差值即为每个数组元素的值，所有元素总和恰好为45，且每个元素都是正整数，符合你的示例要求

推荐实现（返回数组结构，更符合Java编码规范） #

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

public class CardGenerator {
    public static int[] generateCards() {
        Random rand = new Random();
        // 生成3~20之间的元素个数
        int numStacks = rand.nextInt(18) + 3;
        int[] separators = new int[numStacks + 1];
        // 首尾隔板固定
        separators[0] = 0;
        separators[numStacks] = 45;

        // 生成N-1个不重复的中间隔板
        for (int i = 1; i < numStacks; i++) {
            int sep;
            boolean isRepeat;
            do {
                isRepeat = false;
                sep = rand.nextInt(44) + 1; // 隔板取值范围为1~44
                // 校验重复
                for (int j = 0; j < i; j++) {
                    if (separators[j] == sep) {
                        isRepeat = true;
                        break;
                    }
                }
            } while (isRepeat);
            separators[i] = sep;
        }

        // 对隔板位置排序
        Arrays.sort(separators);

        // 计算每个元素的数值
        int[] cards = new int[numStacks];
        for (int i = 0; i < numStacks; i++) {
            cards[i] = separators[i + 1] - separators[i];
        }
        return cards;
    }

    // 测试用例
    public static void main(String[] args) {
        int[] cards = generateCards();
        int sum = 0;
        for (int num : cards) {
            System.out.print(num + " ");
            sum += num;
        }
        System.out.println("\n总和校验：" + sum);
    }
}

保留原方法签名的实现 #

如果必须保留你原有的startGame方法结构，可使用以下修改版本，要求传入的数组长度不小于20：

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

public static void startGame(int[] cards) {
    if (cards == null || cards.length < 20) {
        throw new IllegalArgumentException("传入的数组长度不能小于20");
    }
    Random rand = new Random();
    int numStacks = rand.nextInt(18) + 3;
    int[] separators = new int[numStacks + 1];
    separators[0] = 0;
    separators[numStacks] = 45;

    for (int i = 1; i < numStacks; i++) {
        int sep;
        boolean isRepeat;
        do {
            isRepeat = false;
            sep = rand.nextInt(44) + 1;
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                if (separators[j] == sep) {
                    isRepeat = true;
                    break;
                }
            }
        } while (isRepeat);
        separators[i] = sep;
    }

    Arrays.sort(separators);
    // 清空数组前N个位置旧值
    Arrays.fill(cards, 0, numStacks, 0);
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < numStacks; i++) {
        cards[i] = separators[i + 1] - separators[i];
        sum += cards[i];
        System.out.println(cards[i]);
    }
    System.out.println("总和校验：" + sum);
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者David___S__