如何使用散列将元素从一个数组伪随机移动到另一个数组？

Posted 2023-03-29

【中文标题】如何使用散列将元素从一个数组伪随机移动到另一个数组？

【英文标题】：How can I move elements from one array to another pseudo-randomly using a hash?

【发布时间】：2021-10-20 17:35:00

【问题描述】：

画出两个不同的数组：

let arr = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10];
let newArr = [];

我想要实现的是通过伪随机循环将元素从arr 移动到newArr，这试图模仿Math.random() 的功能，除了唯一的随机性应该与固定的相反，哈希数。

我正在尝试这样的事情，但到目前为止没有运气：

const madeUpHash = "827354819373"
const floatIndex = "0."
const f = parseFloat(floatIndex + madeUpHash);

let arr = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10];
let newArr = [];

for (let i = 0; i < arr.length; i++) 
  let ranNum = (f/i); // this points towards 0, meaning the next Math.Floor will eventually always retrieve index 0
    let rand = Math.floor(ranNum * arr.length);
    newArr.push(...arr.splice(rand, 1))

这不仅不起作用，而且非常可怕。 有没有可靠的方法来实现这一目标？ 我的另一个想法是遍历散列的各个数字（在将它们转换为数组之后）并创建一个随机数，例如ranNum = i/madeUpHash[i]，但它会在i >= madeUpHash[i] 时立即中断，因为它会返回一个更大的正整数不止一个。

有什么想法吗？谢谢。

【参考方案1】：

我不确定人们是如何在 javascript 中实现 Math.random，但我知道 C 语言。

基本上，这个想法是，你有一个哈希函数hash，和一个种子s，你申请hash(s)来得到你的X_0，对于X_(n+1)，你做X_(n+1) = hash(X_n)。

只要你为你的随机性选择一个具有一定分布的好的散列函数，如果种子相同，就非常容易和一致。

对于C，他们正在做Linear Congruential Generator

X_(n+1) = (a * X_n + b) % m

因此，您可以将哈希数用作种子并生成一系列伪随机数。基本上，您需要一个地方来存储您的种子并在调用随机生成器时替换它（并且不要忘记应用哈希函数）。

随机性完全来自您对哈希函数的选择，要证明您获得了一个好的哈希函数来生成随机数并不容易（就像我们在大多数情况下想要一个均匀分布的哈希函数一样，性能也很重要）。但我相信有文献可以为你做这些证明。

【讨论】：

有趣，所以你在第一次迭代中使用第一次散列的结果，将它传递给同一个函数（重新散列第一次散列的结果）等等，直到你得到你想要的输出？

@Ress 直到你有你想要的输出，它每次都是你的输出。因为很难决定什么时候会得到你想要的输出，所以一个好的散列函数应该返回具有足够随机性的结果，这纯粹是一个选择最佳散列函数的过程。 en.cppreference.com/w/cpp/numeric/randomRandom number engines 部分的此页面，您将能够找到 C/C++ 实现的不同算法。我记得他们在 C 实现中使用了非常大的 a 和 c

@Ress 发现 en.wikipedia.org/wiki/Linear_congruential_generator 部分 Parameters in common use 它描述了许多实现中使用的 a c m 的值，希望对您有所帮助。

哈希函数本身我已经有了，只是没有考虑按照你说的方式实现。每当我重新开始时，我都会尝试这个解决方案。谢谢！

嘿三虎，我回来说你的解决方案有效。太感谢了！此外，我在原始代码中遇到了一个问题，arr.length 由于拼接而发生变化，这意味着执行中途停止。只需事先将原始长度保存在变量中即可。

【参考方案2】：

为什么要把ranNum除以i？

let rand = Math.floor(f * arr.length);

应该没问题，因为您在每次迭代中都会减少arr.length。此外，我不确定增加i 并从数组中删除一个元素，这会同时影响循环条件。也许只使用while 循环。

【讨论】：

或者设置一个变量为原来的长度，在迭代条件中使用。

这个解决方案的问题是f*arr.length 的值不会在每次减少arr.length 时发生很大变化。它将与上一次迭代相同或减少 1 次。