从M个数中随机等可能的取出N个的问题

Posted 2020-09-18 Mr_伍先生

从0到m-1这m个数中随机取出n个（n<=m） 要求每个数被取到的可能性相等。 
第一个方法是把这m个数丢到一个List里面 然后用nextInt(list.size())来产生随机数 然后把list里面对应的元素丢到另一个数组或者list里面 这个方法本来是不错的 但要注意的是 为了保证每个元素取到的概率相等 需要每取出一个元素 就把它从list里面删除 原因就不解释了 简单的概率问题。但众所周知的是 list的remove（int index）方法 效率并不高 尤其是当m和n很大的时候 每一次调用remove ArrayList都需要进行数组的copy 而LinkedList需要进行链表的遍历。 
所以再考虑这个问题，用数组来储存这m个数是很好的 而且其实我们并不需要知道到底哪些下标的元素被选中了 第一个方法的效率低下的原因在于 nextInt(int i)这个方法是从0 到i-1随机生成整数 这里要求0到i-1是连续的i个整数 而我们选取了一个数之后 为了满足连续整数的条件 就要把这个数删去 而频繁删除的效率是低下的 所以换一种思路 不采用删除 而采用交换 

第二个方法 比如0-99这100个数字 从小到大放在一个数组里面 现在要选10个 我们只需要随机打乱这个数组 然后选取前10个元素就好 随机打乱的方法就是 从数组头元素开始 每次产生一个随机数n 然后交换这两个数 而且只需要交换十次就够了 因为我们并不取下标超过10后面的数字 

 

import java.util.Random;  
  
  
  
public class Rand {  
  
    public static void randSelect(int[] nums, int n) {  
        Random rand = new Random();  
        for(int i = 0; i < n; i ++){  
            swap(nums , i, rand.nextInt(nums.length-i)+i);  
        }  
    }  
      
    public static void swap(int[] nums, int m , int n){  
        int temp = nums[n];  
        nums[n] = nums[m];  
        nums[m] = temp;  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        int[] nums = new int[100];  
        for(int i = 0;i < 100;i++){  
            nums[i]=i;  
        }  
        randSelect(nums,10);  
        for(int i = 0;i < 10; i ++){  
            System.out.println(nums[i]);  
        }  
    }  
}  
  
/*output :&nbsp; 
27 
79 
30 
58 
41 
54 
75 
18 
26 
5 
*/