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这个算法的要求是这样的:将N个数乱序后输出.由于和扑克牌的洗牌过程比较相似所以我也就称为洗牌算法了.很多地方都不自觉的需要这个算法的支持.也可以将这个算法扩展为从N个数中取出M个不重复的数(0<M<=N).
在大四的时候曾经在做某XX系统的时候遇到过这个问题,当时是要从N道题中选出M道然后出题.当时想到的是最简单也是最低效的一种方法:从N个数中随机取出一个放入一个新的集合中,看集合中是否已经存在这个数,如果没有就继续,否则重新生成随机数.由于当时需要的题目量比较少,因此也就蒙混过关了.后来一想如果每次生成的随机数都一样岂不是很慢?当时采用的还是”高科技”:HashSet.Java的HashSet有这个一个好处,就是添加的数如果已经存在就不进行操作,省得再判断是否存在了.唉,用了java就是容易偷懒啊!
算法(Java):
public HashSet getRamdomNumber(int total,intnumber){
//在0到total-1中随机生成number个不重复的随机数
HashSeth=new HashSet();
while(h.size()<number){
Random r=new Random();
int n=r.nextInt(total);
//n++;
h.add((Integer)n);//不用考虑重复的情况
}
returnh;
}
第二种方法是从网上看到的,思路是:将数组的元素进行随机的交换.这个算法我不太好说,因为它的效果和效率都依赖于交换的次数N.次数越多则乱序的程度越高但是相应的效率也会降低.个人不太推荐这个算法,因为N的次数不好确定.
算法:
void shuffle ( int a[], int n)//洗牌算法
{
int tmp =0,p1,p2;
int cnt =rand() % 1023;
while(cnt--)//随机交换两个位置的数，共交换cnt次
{
p1 = rand() % n;
p2 = rand() % n;
tmp= a[p1];
a[p1] = a[p2];
a[p2] = tmp;
}
}
后来在看Core Java2的时候看到了一个计算彩票的问题,实际上就是洗牌算法.思路是这样的:从数组中随机取出一个放到一个新的集合中,然后重复这个工作.这样最后原数组为空而新的集合则为乱序.这个算法比第一种算法的效率高多了,而且计算次数是固定的.当时就以为找到了最佳算法.后来蒙朋友提醒,对这个算法进行了改进.其实没有必要开辟一个新的集合的,用原来的存储空间就行.具体思路是:从数组的数中随机取出一个和最后一个元素交换,再从前面N-1个数中随机取一个和倒数第二个交换…这样可以达到和前面算法相同的效果而且存储空间也得到了节省,很不错的算法了.
算法:
void shuffle()
{
int *prev=new int[54];
for(inti=0;i<54;i++)//数组的初始化,表示54张牌
{
prev[i]=i;
}
srand(time(0));
int times=53;
while(times!=0)
{
int one=rand()%times;
swap(prev[one],prev[times]);//交换元素
times--;
}
//这个时候prev数组处于乱序状态,用完后回收空间
delete prev;
}
本来到这里就接近尾声了,但是后来看到stl中还提供了random_shuffle()方法.这个方法的效果就是实现洗牌算法.具体的效率方面我还没有测试过,不知道我的算法和它的哪个更快.以后有机会试一下.也许它用的就是我的思路也说不定,哈哈.
