Javaでランダムな文字列を生成する方法|サンプルコード付きで解説

この記事では、Javaを使ってランダムな文字列を生成する方法を解説します。文字列(String)とは、1つ以上の文字から構成され、ダブルクォート(" ")で囲まれたデータ型のことです。ランダム文字列は、パスワードの生成、テストデータの作成、一時的なIDの発行など、さまざまな場面で活用されています。

まず、今回作成するプログラムの動作イメージを確認しておきましょう。

入力(文字列の長さを指定):

文字列の長さ: 10

出力(生成される文字列):

ランダム文字列: ink1n1dodv

アルゴリズム

ステップ1 - 処理を開始する
ステップ2 - 文字列の長さを格納する整数型変数「string_size」、使用する文字セットを格納する文字列変数「alpha_numeric」、StringBuilderクラスのオブジェクト「string_builder」を宣言する
ステップ3 - 各変数に値を設定する
ステップ4 - forループで指定回数(10回)繰り返し、Math.random()で乱数を生成してインデックスを求め、append()メソッドで該当する文字を追加する
ステップ5 - 結果を表示する
ステップ6 - 処理を終了する

例1: mainメソッド内にすべての処理を記述する方法

最初の例では、すべての処理をmainメソッドの中にまとめて記述します。文字セットには、数字(0〜9)とアルファベット小文字(a〜z)を組み合わせています。

ポイントは (int)(alpha_numeric.length() * Math.random()) の部分です。Math.random()は0.0以上1.0未満のdouble値を返すため、これに文字セットの長さを掛けてint型にキャストすることで、「0」から「文字セットの長さ-1」までの範囲のランダムなインデックスが得られます。あとはcharAt()でその位置の文字を取り出し、StringBuilderに追加していきます。

public class RandomString {
    public static void main(String[] args) {
        int string_size = 10;
        System.out.println("文字列の長さ: " + string_size);
        String alpha_numeric = "0123456789" + "abcdefghijklmnopqrstuvxyz";
        StringBuilder string_builder = new StringBuilder(string_size);
        for (int i = 0; i < string_size; i++) {
            int index = (int)(alpha_numeric.length() * Math.random());
            string_builder.append(alpha_numeric.charAt(index));
        }
        String result = string_builder.toString();
        System.out.println("生成されたランダム文字列: " + result);
    }
}

実行結果

文字列の長さ: 10
生成されたランダム文字列:
ink1n1dodv

例2: 処理をメソッドに分割する方法

次の例では、ランダム文字列を生成する処理を独立したメソッドgetAlphaNumericString()に切り出しています。オブジェクト指向の設計思想にも沿っており、他のクラスからも呼び出せるため、再利用性の高いこちらの書き方が推奨されます。

public class RandomString {
    static String getAlphaNumericString(int string_size) {
        String alpha_numeric = "0123456789" + "abcdefghijklmnopqrstuvxyz";
        StringBuilder string_builder = new StringBuilder(string_size);
        for (int i = 0; i < string_size; i++) {
            int index = (int)(alpha_numeric.length() * Math.random());
            string_builder.append(alpha_numeric.charAt(index));
        }
        return string_builder.toString();
    }
    public static void main(String[] args) {
        int string_size = 10;
        System.out.println("文字列の長さ: " + string_size);
        System.out.println("生成されたランダム文字列:");
        System.out.println(RandomString.getAlphaNumericString(string_size));
    }
}

実行結果

文字列の長さ: 10
生成されたランダム文字列:
ink1n1dodv

補足: セキュリティ目的ならSecureRandomを使用する

Math.random()は簡易的な擬似乱数生成器であり、生成される値には予測可能性があります。そのため、パスワードや認証トークンなどセキュリティに関わる用途には適していません。こうしたケースでは、暗号学的に強度の高い乱数を提供するjava.security.SecureRandomクラスを使用しましょう。

import java.security.SecureRandom;

public class SecureRandomString {
    public static void main(String[] args) {
        String alpha_numeric = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        StringBuilder sb = new StringBuilder(10);
        SecureRandom random = new SecureRandom();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            sb.append(alpha_numeric.charAt(random.nextInt(alpha_numeric.length())));
        }
        System.out.println("生成されたランダム文字列: " + sb.toString());
    }
}

まとめ

Javaでランダムな文字列を生成する基本の流れは、「Math.random()で乱数を発生させる → charAt()で文字を取り出す → StringBuilderに追加する」というシンプルなものです。処理をメソッドに分割すれば再利用性が高まり、セキュリティが必要な場面でもSecureRandomへの置き換えは容易です。用途に応じて適切な方法を選択してください。