洗牌演算法Fisher–Yates shuffle
阿新 • • 發佈:2018-12-12
在有個函式int rand(int n)返回1-n之間的隨機數。如何把陣列A[N]打亂?
最初的Fisher–Yates演算法是在另外開闢一個數組B[N],把打算後的A[N]放到B[N]中,步驟如下
設i=0
1、生成1-A.length長度之間的隨機數k
2、把A[k]放到B[i],去除陣列A中的A[k],i++。
3、如果A.length>0,轉到第1步。
這個演算法要去除A中的數,每次要移位,所以演算法複雜度為O(N^2)。
例如一個演算法過程如下:
隨機數範圍 | 隨機數 | A | B |
---|---|---|---|
1 2 3 4 5 6 7 8 |
隨機數範圍 |
隨機數 | A | B |
---|---|---|---|
1–8 | 3 | 1 2 3 4 5 6 7 8 | 3 |
隨機數範圍 | 隨機數 | A | B |
---|---|---|---|
1–7 | 4 | 1 2 3 4 5 6 7 8 | 3 5 |
隨機數範圍 | 隨機數 | A | B |
---|---|---|---|
1–6 | 5 | 1 2 3 4 5 6 7 8 | 3 5 7 |
1–5 | 3 | 1 2 3 4 5 6 7 8 | 3 5 7 4 |
1–4 | 4 | 1 2 3 4 5 6 7 8 | 3 5 7 4 8 |
1–3 | 1 | 1 2 3 4 5 6 7 8 | 3 5 7 4 8 1 |
1–2 | 2 | 1 2 3 4 5 6 7 8 | 3 5 7 4 8 1 6 |
1 2 3 4 5 6 7 8 | 3 5 7 4 8 1 6 2 |
後來演算法有了改進,不是另外開闢陣列,而是來交換陣列A上面的元素來達到重排。
這個演算法有2個版本,原理一樣:
版本1:
for(int i = n; i>=1; --i)
{
int j=rand(i);//生成1-i之間的隨機數
exchange(A[i],A[j]);//交換A[i],A[j]
}
版本2:
for(int i = 1; i <= n; ++i) { int j=(rand(n)/n)*(n-i+1)+i-1;//生成i-n之間的隨機數 exchange(A[i],A[j]);//交換A[i],A[j] }
版本1的一個演算過程如下:
隨機數範圍隨機數AA(已排序部分)
隨機數範圍 | 隨機數 | A | A(已排序部分) |
---|---|---|---|
1–8 | 6 | 1 2 3 4 5 8 7 | 6 |
隨機數範圍 | 隨機數 | A | A(已排序部分) |
---|---|---|---|
1–7 | 2 | 1 7 3 4 5 8 | 2 6 |
隨機數範圍 | 隨機數 | A | A(已排序部分) |
---|---|---|---|
1–6 | 6 | 1 7 3 4 5 | 8 2 6 |
1–5 | 1 | 5 7 3 4 | 1 8 2 6 |
1–4 | 3 | 5 7 4 | 3 1 8 2 6 |
1–3 | 3 | 5 7 | 4 3 1 8 2 6 |
1–2 | 1 | 7 | 5 4 3 1 8 2 6 |
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