String型で２進数表示した値の０を１にランダムに変更する方法について

Question

（例）
String val = "01001001";
↓
"01111001";

上記のようにString型の２進数で表示された値の０の部分について
ランダムに１に変更した値を求めるにはどうすればよいでしょうか？

Answer 1

ちゃんとしたランダムじゃないですが‥。

Random rand = new Random();
int dec = rand.nextInt(256) | Integer.parseInt(val, 2);

とりあえず8bit決め打ちです。

Answer 2

java の文字列操作の練習ですね。

• Javaの文字列(String)クラスについて
  https://morizyun.github.io/java/type-string.html

charAt と setCharAt で書いてみます。（他の方法はいくらでもあります)

import java.util.Random;

public class Tera {
    public static void main(String[] args) {
        String val = "01001001";
        StringBuilder sb = new StringBuilder(val);
        Random rnd = new Random();

        int len = val.length();
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            char c = val.charAt(i);
            if (c == '0') {
                if (rnd.nextInt(2) == 1) {
                    sb.setCharAt(i, '1');
                }
            }
        }
        System.out.println(sb);
    }
}

Answer 3

お好きなコースをどうぞ。
なお共通で変数String val = "01001001";を扱うことにします。

単純に文字列置き換え

StringBuilder builder = new StringBuilder(val);
for (int i = 0; i < builder.length(); i++) {
    // ここは使う確率に応じて変更
    if (Math.random() * 2 < 1) {
        builder.setCharAt(i, '1');
    }
}
System.out.println(builder.toString());

乱数との論理和を取る(intバージョン)

int target = Integer.parseInt(val, 2);
int rnd = (int)(Math.random() * (1 << val.length()));
int result = target | rnd;
System.out.println(Integer.toString(result, 2));

乱数との論理和を取る(BigIntegerバージョン)

BigInteger target = new BigInteger(val, 2);
String rndStr = Stream.generate(() -> Math.random() < 0.5 ? "0" : "1")
                      .limit(val.length())
                      .collect(Collectors.joining());
BigInteger rnd = new BigInteger(rndStr, 2);
BigInteger result = target.or(rnd);
System.out.println(result.toString(2));

ただし論理和バージョンは先頭の0が出ないので注意。別途の工夫が必要になる。

Comments

[bigbanjaiko]

ありがとうございます！

Answer 4

単純な方法であれば以下の手順ですかね。

1. 変換後の文字列を格納する変数を用意する（tmp）
2. 文字列を一文字ずつみる
   2-1. 0ならランダムに0or1を生成し、tmpに追加
   2-2. 1ならそのままtmpに追加
3. tmpを表示

Answer 5

ぱっと思いついた方法。

final Random rand = new Random();
String dst = Arrays.stream(val.split(""))
    .map(
        ch -> rand.nextInt(100) < 50 ? "1" : ch
    )
    .collect(Collectors.joining())
;

Answer 6

もともとの文字列のうち、1である桁はそのまま1に、0の桁は1又は0にという変換ならビット演算で良いのではないでしょうか。

具体的には、元の文字列と同じ桁数を持つビット列をランダムに生成し、ORを取れば実現できます。

例）
元のビット配列（A）：01001001
生成した配列（B）　：10101010（ランダムに生成）
AとBのOR（A|B）　 ：11101011

Stringとビット配列の変換は必要ですが参考になればと思います。