比較洗牌算法的兩種實現方法
方法一:隨機生成法
首先,我介紹一種很常見的方法:隨機生成法(我自己命名的),這方法我在掃雷游戲中隨機分布雷的位置時用過(思想是一樣的),該方法要點就是從頭開始逐個隨機生成規定區域的數字,如果新生成隨機數之前已經生成過就不保存該數;如果新生成的隨機數之前沒有生成過就保存該數;直到生成的數字的數量達到所需的數量。
實現代碼如下:
- size_t shuffle(char s[], int n)
- {
- size_t t=0;//計算循環次數
- int c=0;
- while(c<n)
- {
- t++;
- int num = rand()%n;
- if (memchr(s,num,c) == NULL)
- {
- s[c++] = static_cast<char>(num);
- }
- }
- return t;
- }
- void printCards(char s[], int n)
- {
- for (int i=0; i<n; i++)
- {
- cout << static_cast<int>(s[i]) << " ";
- }
- cout << endl;
- }
代碼中使用了memchr函數(時間復雜度可能是O(n),沒找到依據),即使是O(1),它的循環生成隨機數的次數是不固定的(大于等于需要生成的個數)。
方法二:交換位置法
這種方法是我昨天在參加騰訊筆試考試時候想到的,今天回到學校后在寢室測試了一番,基本思路是:先初始化一串分布的數字,然后為每個位置依次生成一個與之交換的隨機位置,如果生成的隨機位置不是它本身就執行交換操作。
實現代碼:
- void swap(int& a, int& b)
- {
- a = a^b;
- b = a^b;
- a = a^b;
- }
- size_t shuffle2(int s[], int n)
- {
- size_t t=0;//計算循環次數
- for (int i=0; i<n; i++)
- {
- t++;
- s[i] = i;
- }
- for (int i=0; i<n; i++)
- {
- t++;
- int num = rand()%n;
- if (num != i)
- {
- swap(s[num],s[i]);
- }
- }
- return t;
- }
- void printCards2(int s[], int n)
- {
- for (int i=0; i<n; i++)
- {
- cout << s[i] << " ";
- }
- cout << endl;
- }
比較:在時間上方法二比方法一快好多,因為交換位置的次數的***值是限定了的(生成隨機數的次數是固定的),而且省去了查找新生成數是否在已生成數中的時間。方法一中,當新生成的數在已生成的數中就需要從新生成一個隨機數,從而隨機生成數的次數是不固定的(有最小值)。
測試代碼:
結果:
我還是不能確定第二種方法是不是更好的,因為是自己想到的,我的驗證也不是很完善,也許有什么其他的缺點(比如說隨機性太弱),也沒在其他書上看到過,如果網友們在哪看到過就告訴下我吧,方法一是在《c和c++代碼精粹》中文版P97中找到的。
后續補充:
謝謝chncwang的回復,方法二不是完全隨機的,完全隨機的修改如下:
- size_t shuffle22(int s[], int n)
- {
- size_t t=0;//計算循環次數
- for (int i=0; i<n; i++)
- {
- t++;
- s[i] = i;
- }
- for (int i=n-1; i>0; --i)
- {
- t++;
- int num = rand()%(i+1);
- if (num != i)
- {
- swap(s[num],s[i]);
- }
- }
- return t;
- }
使用標準庫<algorithm>中的random_shuffle()函數實現很簡單,代碼如下:
- int main()
- {
- vector<int> s_stl;
- for (int i=0; i<CARDS_COUNT; ++i) s_stl.push_back(i);
- random_shuffle(s_stl.begin(),s_stl.end());
- cout << "使用C++算法庫:";
- for (vector<int>::iterator it=s_stl.begin(); it!=s_stl.end(); ++it)
- cout << " " << *it;
- return 0;
- }
原文鏈接:http://www.cnblogs.com/hanxi/archive/2012/10/15/2725047.html
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