从包含 n 个元素的向量中随机选择 m 个元素

Question

我有一个包含n 元素的向量。我需要从向量中随机选择 m 元素的一个子集而不重复。这样做最有效的方法是什么？我需要在我的代码中执行数千次。

我想到的解决方案是使用rand() 在0 和n 之间生成一个随机数k。然后选择向量中的kth 元素并将其插入std::set。继续这样做直到集合的大小等于m。我现在确信该集合包含从 n 元素集合中随机选择的 m 唯一元素。

其他可能的解决方案是什么？

谢谢。

Answer 1

你想要一个Fisher-Yates shuffle（M 次迭代后停止）：

template<class BidiIter >
BidiIter random_unique(BidiIter begin, BidiIter end, size_t num_random) {
    size_t left = std::distance(begin, end);
    while (num_random--) {
        BidiIter r = begin;
        std::advance(r, rand()%left);
        std::swap(*begin, *r);
        ++begin;
        --left;
    }
    return begin;
}

http://ideone.com/3A3cv 上的演示。这比std::random_shuffle 快得多，当您只需要几个随机数时，即使N==M 也应该是差不多的速度。

Answer 2

您可以这样做的一种方法是创建向量的所有索引的列表，将它们打乱，然后将第一个 n 作为所选对象的索引：

struct rangegenerator {
    rangegenerator(int init) : start(init) { }

    int operator()() {
        return start++;
    }

    int start;
};

vector<T> numbers; // this is filled somewhere else

vector<int> indices(numbers.size());

generate(begin(indices), end(indices), rangegenerator(0));

random_shuffle(begin(indices), end(indices));

// then take the first n elements of indices and use them as indices into numbers