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java - 在 Java 中选择 N 个随机不同整数的高效方法?

coder 2024-03-18 原文

我目前正在寻找最好的方法,以便在 n 个整数范围内选择 x 个唯一整数。这就像多次执行 Random.nextInt(range) 只是它不应该选择两次相同的 int。 如果碰巧 x > n 那么结果将只包含 n 个整数

我尝试自己做这件事,目前我是基于 Fisher/Yates shuffle 做的:

private static final Random R   = new Random();

public static int[] distinctRandoms(int nb, int max) {
    int[] all = new int[max];
    for (int i = 0; i < all.length; i++) {
        all[i] = i;
    }
    if (max <= nb) {
        return all;
    }
    int index;
    int[] result = new int[nb];

    for (int j = 0, k = all.length - 1; k > 0 && j < nb; k--, j++) {
        index = R.nextInt(k + 1);
        result[j] = all[index]; // save element
        all[index] = all[k]; // overwrite chosen with last element
    }
    return result;
}

它的工作原理和性能似乎不错,但我不禁认为必须仍然有一些更高效的方法来做到这一点,我正在重新发明轮子。如果 nb > (max/2) (删除元素而不是选择元素),我考虑过做不同的事情但是因为你不能在 java 中截断一个数组你仍然最终复制你需要的所有元素. 如果 nb = max-1

,此方法成本很高

是否有任何内置方法可以在 java 中高效地随机选择不同的整数?

编辑 1:

我所说的高效是指省时的。我希望它快点。我将主要处理小型随机数集。

编辑 2:

我试过那样使用 shuffle,但由于所有额外的对象创建,它在时间方面要昂贵得多。

public static Integer[] distinctRandoms2(int nb, int max) {
    ArrayList<Integer> all = new ArrayList<Integer>(max);
    for (int i = 0; i < max; i++) {
        all.add(i);
    }
    if (max <= nb) {
        return all.toArray(new Integer[max]);
    }
    Collections.shuffle(all);
    return all.subList(0, nb).toArray(new Integer[nb]);
}

最佳答案

您可以使用弗洛伊德算法。如果要选择的元素数量小于它们的范围,它比混洗更有效。

private static final Random random = new Random();

/**
 * Converts a set of Integer to an array of int.
 */
private static int[] setToArray(Set<Integer> aSet) {
    int[] result = new int[aSet.size()];
    int index = 0;
    for (int number : aSet) {
        result[index] = number;
        index++;
    }
    return result;
}

/**
 * Generates an array of min(count, maxValue) distinct random ints 
 * from [0, maxValue - 1] range.
 * @param count The number of elements to be generated.
 * @param maxValue The upper bound of the range(exclusively).
 */
public static int[] getDistinctRandomNumbers(int count, int maxValue) {
    Set<Integer> was = new HashSet<>();
    for (int i = Math.max(0, maxValue - count); i < maxValue; i++) {
        int curr = i == 0 ? 0 : random.nextInt(i);
        if (was.contains(curr))
            curr = i;
        was.add(curr);
    }
    return setToArray(was);
}

它具有 O(count) 时间和空间复杂度,其中 count 是应该生成的不同整数的数量。

关于java - 在 Java 中选择 N 个随机不同整数的高效方法?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/28151958/

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