来自具有 std::unordered_multimap 等效键的元素的随机元素答案

【问题标题】：Random element from elements with equivalent keys of std::unordered_multimap来自具有 std::unordered_multimap 等效键的元素的随机元素
【发布时间】：2014-05-09 08:50:11
【问题描述】：

如何从具有std::unordered_multimap 等效键的一组元素中选择一个随机元素？

这样做的惯用方法是什么？我知道我可以使用mmap.equal_range(key) 获取给定键的元素范围。有没有办法将此范围用作均匀分布的界限？

【问题讨论】：

equal_range 只会返回与key 匹配的元素。与key 相同的桶中可能还有其他元素，那么您想要一个匹配key 的随机元素，还是随机桶中的一个随机元素？
我正在寻找一种从存储桶中检索随机元素的方法。我想从中提取的桶的键是已知的。
听起来你仍然对桶是什么感到困惑，仅仅因为两个键的哈希值相等并不意味着键本身相等。桶可以持有不同的键。
感谢您指出这一点 - 我相应地更改了问题的标题。

标签： c++ random stl multimap bucket

【解决方案1】：

std::unordered_multimap::count : 返回键为 key 的元素个数。

std::unordered_multimap::equal_range ：返回一个范围，该范围包含容器中所有键为 key 的元素。范围由两个迭代器定义，第一个指向所需范围的第一个元素，第二个指向超出范围的最后一个元素。

所以，很容易（我猜）：

auto n = random(0, my_map.count(key) - 1);
auto val = std::next(my_map.equal_range(key).first, n)->second;

我在这里所做的只是使用std::next 推进迭代器。 random 是您可能想要使用的任何更复杂的统一 int 分布的简写。

【讨论】：

正是我想要的。
这里有很多问题：mmap是系统调用，你应该使用[0;count)（不包括计数）范围内的值，第二个字符串必须是auto val = (std::next(mymap.equal_range(key).first, n))->second;。

【解决方案2】：

您可以使用bucket成员函数获取存储某个key的bucket，然后使用本地迭代器只检查一个bucket：

T const & get_random(std::unordered_map<K, T> const & m)
{
    auto const b = m.bucket(k);
    // return random element from [m.begin(b), m.end(b))
}

【讨论】：

【解决方案3】：

看看下面这段代码：

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>
#include <random>

static std::mt19937_64 rng;

int main()
{
    std::unordered_multimap<std::string, std::string> fruits = {
        { "apple", "red" },
        { "apple", "green" },
        { "apple", "blue"},
        { "apple", "white"},
        { "apple" , "black"},
        { "orange", "orange" },
        { "strawberry", "red" }
    };
    std::random_device rd; // obtain a random number from hardware
    std::mt19937 eng(rd()); // seed the generator
    for (auto i(0); i < fruits.bucket_count(); ++i) {
        auto d = std::distance(fruits.begin(i), fruits.end(i));
        if (d > 0) {
          std::uniform_int_distribution<> distr(0, d - 1); // define the range
          auto r = distr(eng);
          std::cout << "random index = " << r << std::endl;
          auto elem = fruits.begin(i);
          std::advance(elem, r);
          std::cout << elem->first << " : " << elem->second << std::endl;
        }
    }

    return 0;
}

更新

更便携和通用的版本：

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>
#include <random>

static std::mt19937_64 rng;

// Returns random iterator from an input range.
template<typename LIST_ITERATOR>
LIST_ITERATOR
getRandomIteratorFromRange(LIST_ITERATOR const &begin, 
                           LIST_ITERATOR const &end, 
                           std::mt19937 &random_engine)
{
  auto d = std::distance(begin, end);
  if(d > 0) {
    LIST_ITERATOR out(begin);
    std::advance(out, std::uniform_int_distribution<>(0, d - 1).operator()(random_engine));
    return out;
  }
  return end;
}

int main()
{
  std::unordered_multimap<std::string, std::string> fruits = {
  {"apple", "red"}, { "apple", "green" }, { "apple", "blue" }, { "apple", "white" },
  {"apple", "black"}, {"apple", "pink"},{"orange","orange"},{"strawberry", "red"}};

  std::random_device rd; // obtain a random number from hardware
  std::mt19937 eng(rd()); // seed the generator
  for(auto i(0); i < fruits.bucket_count(); ++i) {
    auto it = getRandomIteratorFromRange(fruits.begin(i), fruits.end(i), eng);
    if(it != fruits.end(i)) std::cout << it->first << " : " << it->second << std::endl;
  }

  return 0;
}

【讨论】：

我喜欢更紧凑的版本更长。