如何做一个随机且唯一的生成器？

Posted 2023-02-26

【中文标题】如何做一个随机且唯一的生成器？

【英文标题】：How to do a random-and-unique generator?

【发布时间】：2011-02-18 05:51:10

【问题描述】：

我已经写了一个随机生成器，它接受参数 a 和 b，其中 a 是最小值，b 是最大值，就像这个 randomGenerator(int a, int b)

接下来我要做的是：使用循环，然后生成从 a 到 b 的唯一编号。示例：

I want to have 8 unique numbers,
int a = 1;
int b = 10;
int value;

如果我进行循环，那么相同的数字会出现多次。知道怎么做吗？

我自己的方式是：

while(int i <= 8)
  randomGenerator(a,b);
  // if value is not in array, then insert into array

我被困在评论部分。有没有办法检查数组中是否存在变量？

编辑，根据nailxx的回答，我的理解是：

从 a 到 b 的列表（如果按照我的例子，1 - 10）

“随机播放”它

取前 8 项。是这个意思吗？

在 java 世界中，是否有“洗牌”功能或者我需要自己创建？

【问题讨论】：

随机和独特几乎是相互排斥的术语。您只想创建一个“随机”数字列表，然后随机播放列表并从列表中弹出。

【参考方案1】：

获取从a 到b 顺序分布的元素的列表，将其打乱并在每个请求上返回带有后续索引的元素。

【讨论】：

如果范围很小，这将非常有效。如果范围很大，您最终会分配一个巨大的临时数组。

我赞成你的回答，但如果你的语言没有实现“随机播放”，很容易出错。请参阅robweir.com/blog/2010/02/microsoft-random-browser-ballot.html，了解一篇关于一个壮观例子的有趣文章。

假设 a 是 3，b 是 7。取一个列表 [3, 4, 5, 6, 7]。将其随机播放（例如使用 Mark Byers 建议的 Fisher-Yates 算法），您将得到 [4, 7, 6, 5, 3]。比一个一个地取数字

我觉得你的方法比我的效率高很多，谢谢你回答我的问题。

我通常通过创建对象数组来进行随机播放。我为每个项目中我想要的信息添加了一个成员。我还添加了一个成员来存储随机数生成器的结果。然后，您按随机数对数组进行排序。简单可靠。

【参考方案2】：

由于您的样本大小几乎与您的愤怒大小相同，您可以只生成从 1 到 10 的所有整数，shuffle them 然后取前 8 个元素。

如果样本大小 (k) 远小于范围大小 (n)，您可以使用 Fisher-Yates shuffle 的变体，在 k 步后停止算法，而不是对整个数组进行洗牌。

如果样本量很小但范围大小 [0,n) 太大而无法存储在内存中，那么您可以使用另一种变体，首先在 [0,n) 中选择一个随机数 s1。然后在 [0, n-1) 中选择一个数字，如果它等于或大于 s1，则在其上加一，得到 s2。然后在 [0, n-2) 中选择一个数字，并为 s1、s2 中的每一个加一，它大于或等于等等...

【参考方案3】：

如果您的想法是获得 8 个随机数，您始终可以使用字典/哈希或列表（具有 Contains(int i) 方法），然后将字典或列表转换为数组：

List<int> x = ...;
int[] data = x.ToArray();

【参考方案4】：

List<Integer> list=new ArrayList<Integer>(8);

while(int i <= 8) 
  do 
    Integer n=randomGenerator(a,b); 
   while (list.contains(n))
  list.add(n);
 

当然，如果 a 和 b 之间没有至少 8 个不同的值，这将陷入无限循环。在开始之前我会为此设置一个陷阱。

只有 8 个值，一个简单的 ArrayList 可能是最容易使用的东西。如果你有成百上千个值，为每个新条目遍历所有值可能会令人望而却步，你可能想要做一些更复杂的事情，比如使用 HashMap，或者保留一个单独的标志数组来说明所使用的值，或类似的。

【参考方案5】：

如果您的范围很小（或接近您要选择的元素数量），上面提出的解决方案很好。

如果你的范围变大，一个更有效（和清晰）的方法如下：

    int[] pickRandom(int numberOfChoices, int lowerBound, int upperBound) 
      Set<Integer> choices = new HashSet<Integer>();
      while (choices.size() <= numberOfChoices) 
        choices.add(yourRandomGenerator (lowerBound, upperBound));
      
      int[] ret = new int[choices.size()];
      int ii=0;
      for (Integer choice: choices) 
        ret[ii++] = choice.intValue();
      
      return ret;
    

【参考方案6】：

这里有一些很好的答案，但我要补充一个重要的警告：不要使用List，使用HashSet。掸掉我的计算机科学书呆子术语，检查一个元素是否已经存在于 List 中，运行时间为 O(n)；用 HashSet 做同样的事情会给你 O(lg n) 的性能，这要快得多。对于小型数据集（例如 1 到 10 之间的 8 个数字），这很简单。对于大型数据集，它可以产生影响。

应该这样做：

    HashSet resultSet = new HashSet();
    while (resultSet.size() < targetSize) 
       resultSet.add(randomGenerator(a,b));
    

...当然，在您的先决条件中进行健全性检查，以确保您的目标大小不超过您的范围。

如果订单很重要，请在使用HashSet 确认它是新号码后将它们粘贴在List 中。或者只是将HashSet 转储到新的List 并随机播放。

【参考方案7】：

Collections 类中有一个内置的随机播放功能。

例如

List values = new ArrayList(); for( int i = 1; i < 10; i++ ) values.add(i); Collections.shuffle(values);