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Collections.shuffle函式的實現

shuffle是用來隨機打亂元素位置的

下面是使用示例:

public class ShuffleTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();  
        for (int i = 0; i < 10; i++)  
            list.add(new Integer(i));  
        System.out.println("打亂前:");  
        System.out.println(list);  
  
        for (int i = 0; i < 5; i++) {  
            System.out.println("第" + i + "次打亂:");  
            Collections.shuffle(list);  
            System.out.println(list);  
        }  
    }  
}  

輸出結果:

打亂前:
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
第0次打亂:
[6, 3, 2, 0, 8, 1, 7, 5, 4, 9]
第1次打亂:
[6, 2, 3, 0, 8, 5, 7, 4, 9, 1]
第2次打亂:
[1, 7, 9, 4, 6, 0, 2, 5, 3, 8]
第3次打亂:
[0, 4, 2, 8, 9, 1, 3, 7, 5, 6]
第4次打亂:
[8, 1, 3, 0, 7, 9, 4, 2, 5, 6]
 

進一筆分析原始碼看看是怎麼實現的:

public static void shuffle(List<?> list, Random rnd) {
        // 集合大小
        int size = list.size();
        if (size < SHUFFLE_THRESHOLD || list instanceof RandomAccess) { // 小於shuffle閾值(SHUFFLE_THRESHOLD 等於5)或者可以隨機訪問(如ArrayList,訪問效率很高)
            // 從後往前遍歷
            for (int i=size; i>1; i--)
                // 交換指定位置的兩個元素
                swap(list, i-1, rnd.nextInt(i));
        } else { // 如果大於閾值並且不支援隨機訪問,那麼需要先轉化為陣列,再進行處理
            Object arr[] = list.toArray(); // 該陣列只是中間儲存過程
            // 從後往前遍歷
            for (int i=size; i>1; i--)
                // 交換指定位置的兩個元素
                swap(arr, i-1, rnd.nextInt(i));
            // 重新設定list的值
            ListIterator it = list.listIterator();
            // 遍歷List
            for (int i=0; i<arr.length; i++) {
                it.next();
                it.set(arr[i]);
            }
        }
    }

說明:從原始碼可知,進行shuffle時候,是分成兩種情況。

  1. 若集合元素個數小於shuffle閾值或者集合支援隨機訪問,那麼從後往前遍歷集合,交換元素。

  2. 否則,先將集合轉化為陣列(提高訪問效率),再進行遍歷,交換元素(在陣列中進行),最後設定集合元素。

  其中涉及的swap函式如下,兩個過載函式

public static void swap(List<?> list, int i, int j) {
        // 交換指定位置的兩個元素
        final List l = list;
        l.set(i, l.set(j, l.get(i)));
    }

    private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
        Object tmp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = tmp;
    }