在恒定时间内从没有严格元素顺序的容器中获取随机元素答案

【问题标题】：Obtaining random element from container which doesn't have strict element order in constant time在恒定时间内从没有严格元素顺序的容器中获取随机元素
【发布时间】：2018-07-02 11:17:55
【问题描述】：

我有一个自定义容器，它通过唯一 ID（简单的 int64）提供对其元素的访问。此 ID 不是索引悬停器，因此容器的用户不必关心内部元素的顺序。

我已经实现了最简单的前向迭代器，它提供了operator++ 以便能够将容器与基于范围的 for 循环一起使用。

但是现在，我想通过生成随机数并使用std::next从容器中获取随机元素，所有这些都是在恒定时间内完成的，所以前向迭代器是不够的，因为它的operator++将被调用N次引入线性复杂。为了实现恒定速度，我必须提供operator+=，这将使我的前向迭代器成为一种随机访问迭代器（容器能够提供恒定时间访问）。我在这里正确吗？如果是这样，它会引入一个 order 的概念，它并不真正适用于我的容器。

所以，我需要恒定时间随机访问，但不需要像vector 中的严格顺序，例如。我的逻辑错误在哪里？

【问题讨论】：

@Slava 编辑了问题
“随机访问”是否意味着您从容器中获取 any 元素，或者具有特定 id 的元素？
如果您提供了operator++，您的容器是否已经有订单，即使它与存储的对象无关？
在这种情况下，我可能会编写一些 random_element() 函数返回一个引用（或迭代器），而不用费心更改迭代器的实现。
您可以使用 operator+= 的迭代器，它本身不是 RandomAccessiterator，并满足您的对恒定时间访问的要求。

标签： c++ iterator containers random-access

【解决方案1】：

您修改container::iterator 以使您能够访问“随机”元素的策略是单一的。因为您总是会在0 和container::size() 之间选择一个数字并将其添加到container::begin()，所以您需要保留container，而不仅仅是一个迭代器

您应该改为添加成员 template< class Generator > container::reference container::random_element( Generator& g )，委托给 std::uniform_int_distribution 来选择元素，并将 container::iterator 保留为 ForwardIterator（或可能是 BidirectionalIterator）。

【讨论】：