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使用random_shuffle()算法隨機化序列元素

編輯:關於C++

假設你需要指定范圍內的隨機數,傳統的方法是使用ANSI C的函數random(),然後格式化結果以便結果是落在指定的范圍內。但是,使用這個方法至少有兩個缺點。首先,做格式化時,結果常常是扭曲的,所以得不到正確的隨機數(如某些數的出現頻率要高於其它數) 。其次,random()只支持整型數;不能用它來產生隨機字符,浮點數,字符串或數據庫中的記錄。

對於以上的兩個問題,C++中提供了更好的解決方法,那就是random_shuffle()算法。不要著急,下面我就會告訴你如何用這種算法來產生不同類型的隨機數。

產生指定范圍內的隨機元素集的最佳方法是創建一個順序序列(也就是向量或者內置數組),在這個順序序列中含有指定范圍的所有值。例如,如何你需要產生100個0-99之間的數,那麼就創建一個向量並用100個按升序排列的數填充向量:

#include <vector>
using std::vector;
int main()
{
 vector<int> vi;
 for (int i = 0; i < 10; i++)
  vi.push_back(i);
/*現在向量包含了 100 個 0-99 之間的整數並且按升序排列*/
}

填充完向量之後,用random_shuffle()算法打亂元素排列順序。random_shuffle()定義在標准的頭文件<algorithm.h>中。因為所有的STL算法都是在名字空間std::中聲明的,所以你要注意正確地聲明數據類型。random_shuffle()有兩個參數,第一個參數是指向序列首元素的迭代器,第二個參數則指向序列最後一個元素的下一個位置。下列代碼段用random_shuffle()算法打亂了先前填充到向量中的元素:

#include <algorithm>
using std::random_shuffle;
random_shuffle(vi.begin(), vi.end()); /* 打亂元素 */

如果你想檢查被打亂的元素,可以用如下方法看一下他們被打亂後存儲的次序:

for (int i = 0; i < 100; i++)
 cout<<vi[i]; /* 顯示被打亂順序的元素 */

random_shuffle()是個完全通用的算法-適用於內建的數據類型和用戶自定義類型。下面的例子創建了一個有7個字符串對象的向量,它包含一周的天數並使用random_shuffle()打亂他們的排列順序:

#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
 vector<string> vs;
 vs.push_back(string ("Sunday"));
 vs.push_back (string ("Monday"));
 ...
 vs.push_back (string ("Saturday"));
 random_shuffle(vs.begin(), vs.end()); /* 打亂順序 */
 for (int i = 0; i << 7; i++)
  cout<<vs[i]; /* 顯示打亂順序後的元素 */
}

如何使用random_shuffle()處理內置數組

在使用容器代替內置數組時,你不要有什麼負擔。所有STL算法不僅適用於容器,也適用於序列。因此,你也能將random_shuffle()算法應用於內置數組。只是要注意random_shuffle()的第二個參數要指向數組上界的下一個元素位置:

char carr[4] = {''a'', ''b'', ''c'', ''d''};
/*carr+4 指向數組上界的下一個元素位置*/
random_shuffle(carr, carr+4); 
for (int i = 0; i < 4; i++)
 cout<<carr[i]; /* 顯示被打亂順序的元素 */

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