Java：生成一个恰好为“x”为真的随机布尔数组 - 算法

Posted 2023-05-08

【中文标题】Java：生成一个恰好为“x”为真的随机布尔数组 - 算法

【英文标题】：Java: Generate a random boolean array with exactly 'x' true - Algorithm

【发布时间】：2014-06-18 21:47:48

【问题描述】：

我正在尝试创建一个算法，该算法可以生成一个带有随机布尔值的布尔数组，假设恰好“x”个布尔值是真实的。我已经解决了算法，但很好奇是否有更清洁的方法。

以下是我的工作示例。两个变量songToPlay 和songsToDownload 是随机生成的变量，但在这种情况下，我将它们分别设置为固定数字8 和4。另一个需要提的重点是数组中的第一个布尔值必须为真。

问题：我需要随机生成一个由 8 个真假值组成的数组，正好是 4 个 的值是真实的。

Random ran = new Random();
    int songsToPlay = 8;
    int songsToDl = 4
    Boolean[] ranDownloads = new Boolean[songsToPlay];
    ranDownloads[0] = true;
    int counter = 1; //track how many are true, given the first one is always true.

    for(int i = 1; i < ranDownloads.length; i++) 
            if((songsToDl - counter) >= (ranDownloads.length - i)) 
                ranDownloads[i] = true;
                counter++;
             else 
                if(counter == songsToDl) 
                    while (i < ranDownloads.length) 
                        ranDownloads[i++] = false;
                    
                break;
                 else 
                ranDownloads[i] = ran.nextBoolean();
                if(ranDownloads[i] == true) 
                    counter++;                      
                
                
            

    

【参考方案1】：

我需要随机生成一个包含 8 个真假值的数组，其中正好 4 个值为真。

这是洗牌问题的一种变体

List<Boolean> flags = new ArrayList<Boolean>();
for(int i = 0; i < 4; i++) flags.add(true);
for(int i = 0; i < 4; i++) flags.add(false);
Collections.shuffle(flags);

这在 O(N) 时间内完成，您可以确定您拥有所需的真/假数。

注意：所有解决方案发生的机会均等。仅更改值直到获得所需总数的问题在于，很难确保生成的结果没有偏差。

来自Collections.shuffle(List)的JavaDoc

使用默认随机源随机排列指定列表。所有排列发生的可能性大致相等。

此实现从最后一个元素到第二个元素向后遍历列表，反复将随机选择的元素交换到“当前位置”。元素是从列表中从第一个元素到当前位置（含）的部分中随机选择的。

此方法以线性时间运行。 如果指定列表没有实现 RandomAccess 接口且很大，则此实现在打乱之前将指定列表转储到数组中，并将打乱后的数组转储回进入列表。这避免了由于将“顺序访问”列表改组而导致的二次行为。

【讨论】：

@JensG 是的，我已经添加了参考。

哇，和我写的有什么不同！清楚地表明我在 Java 方面仍然比较精干。非常感谢。可以接受两个答案吗？有人发布了类似的内容，但您的内容更详细。

@user3501875 如果您无法在答案之间进行选择，请将代表分配给代表最少的那个。 ;)

@user3501875：您仍然可以投票给其他答案。

谢谢，不幸的是，直到我自己有 15 个才能代表。我会接受这个以获取更多信息！

【参考方案2】：

随机选择四个数组索引并将它们的内容设置为 true（并确保您不会两次使用相同的索引）。

【参考方案3】：

鉴于您使用的是 Object 数组（Boolean 而不是 boolean），只需

用Boolean.TRUE 填充第一个n，其余的用 Boolean.FALSE 做Collections.shuffle(Arrays.asList(yourArray))

一切准备就绪。

见：Collections.shuffle(list)、Arrays.asList(array)

【讨论】：

伟大的思想......我同意（因为我的回答相同，甚至在假之前添加了真）但我认为在这里使用列表比使用数组更容易。

@PeterLawrey 我同意，但我想更接近 OPs 版本

我是这么认为的，+1 您的方法的优势，因为这涉及最少的更改。

【参考方案4】：

为什么不创建一个 BitSet 并将 x 位随机翻转为 1。

根据要求提供示例代码：

BitSet bs = new BitSet(songCount);

Random random = new Random();
// x: target number of true values
for (int i = 0; bs.cardinality() < x; i++) 
    bs.set(random.nextInt() % songCount);

【讨论】：

您能否提供一些示例代码？谢谢！

然后按照打开哈希表的方式进行操作。只是我讨厌创建太多对象:)