从C中的列表中选择一个随机节点

Question

我有一个列表，我想从中随机选择一个节点。因为它不是一个数组，所以我事先不知道它的长度。有没有办法随机选择一个节点（均匀分布）不必扫描整个列表（在最坏的情况下）两次（即获取它的长度并随机选择位置后到达所选节点）？

这是我用于列表的代码：

struct mynode {
    in_addr_t paddr;
    struct mynode *prev, *next;
};

struct mylist {
    struct mynode *first, *last;
    char *name;
};

Answer 1

按照 joop 和 Ilja Everilä 在 cmets 中的建议，我在 C 中实现了 reservoir sampling。

struct mynode *select_mynode(struct mylist *list) {
    struct mynode *list_iter = list->first; // An iterator to scan the list
    struct mynode *sel_node = list_iter; // The node that will be selected
    int count = 2; // Temporary size of the list
    srand((unsigned int) time(NULL)); // Seed
    // Select a random element in O(n)
    while (list_iter->next != NULL) {
        if (rand() % count == (count - 1))
            sel_node = list_iter->next;
        list_iter = list_iter->next;
        count++;
    }
    return sel_node;
}

注意：有关随机选择的更多信息，请参阅here。