java线性反馈移位寄存器算法

Java中的线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register，LFSR）是一种简单的数字逻辑电路，常用于生成伪随机数序列。它的工作原理是通过将当前状态向左移动一位，并基于特定的模运算（通常是一个固定的多项式）产生一个新的位作为输出，同时丢弃掉移位后的最低位。

在Java中，你可以使用`java.util.Random`类来生成真正的随机数，但如果需要自定义伪随机数生成器，可以利用数组模拟LFSR。以下是一个简单的示例：

public class LFSR {
    private int[] register;
    private int feedbackMask;

    public LFSR(int[] initialRegister, int feedbackPolynomial) {
        register = initialRegister;
        feedbackMask = createFeedbackMask(feedbackPolynomial);
    }

    // 私有方法，计算反馈掩码
    private int createFeedbackMask(int polynomial) {
        // 实现多项式除法，得到移位规则
        return polynomial << (Integer.SIZE - Integer.bitCount(polynomial));
    }

    // LFSR的核心操作
    private int shiftAndGenerateOutput() {
        int output = register[register.length - 1];
        for (int i = register.length - 2; i >= 0; i--) {
            register[i] = register[i + 1];
        }
        if ((output ^ feedbackMask) != 0) { // 如果需要反馈
            register[0] ^= feedbackMask;   // 更新最左边的位
        }
        return output;
    }

    public int getNextRandom() {
        return shiftAndGenerateOutput();
    }
}

// 使用示例
public static void main(String[] args) {
    LFSR lfsr = new LFSR(new int[]{1}, 0b1101); // 初始化寄存器，反馈多项式
    while (true) {
        System.out.println(lfsr.getNextRandom());
    }
}