如何从 Java 中的 HashSet 中获取 100 个随机元素？

Question

我有一个 HashSet，其中有 10000 个元素。我想从那个 HashSet 中随机抽取 100 个元素。所以我想我可以在片场使用 shuffle 但它不起作用。

Set<String> users = new HashSet<String>();

// for randomness, but this doesn't work
Collections.shuffle(users, new Random(System.nanoTime()));  

// and use for loop to get 100 elements

我现在不能使用 shuffle，有没有其他最好的方法从 Java 的 HashSet 中获取 100 个随机元素？

Answer 1

无需构建新列表，您可以实现以下算法：

n = 100
d = 10000  # length(users)
for user in users:
    generate a random number p between 0 and 1
    if p <= n / d:
       select user
       n -= 1
    d -= 1

当您遍历列表时，您会降低 通过减少 n 来选择未来的元素，但在 同时增加通过减少d的概率。最初， 您将有 100/10000 的机会选择第一个元素。 如果您决定采用该元素，您将有 99/9999 的机会 选择第二个元素；如果你不拿第一个，你会 选择第二个元素的几率为 100/9999。数学计算出来，最终，每个元素都有 100/10000 的机会被选择用于输出。

Answer 2

对集合进行打乱意味着其中有一些已定义的元素顺序，因此可以对元素进行重新排序。 HashSet 不是有序集合，因为内部没有元素的顺序（或者更确切地说，排序的细节不会向用户公开）。因此，在实现方面，将HashSet 洗牌没有多大意义。

您可以做的是将set 中的所有元素添加到ArrayList，随机播放并获得结果。

List<String> usersList = new ArrayList<String>(users);
Collections.shuffle(usersList);
// get 100 elements out of the list

Answer 3

java.lang.HashSet 有一个顺序，所以你不能打乱集合。如果您必须使用 Sets，您可能会遍历 Set 并在随机位置停止。

伪代码：

Set randomUsers = new HashSet<String>();
Random r = new Random();
Iterator it = users.iterator(); 
numUsersNeeded = 100;
numUsersLeft = users.size();
while (it.hasNext() && randomUsers.size() < 100) {
  String user = it.next();
  double prop = (double)numUsersNeeded / numUsersLeft;
  --numUsersLeft;
  if (prop > r.nextDouble() && randomUsers.add(user)) { 
    --numUsersNeeded;
  }
}

您可能会重复此操作，因为无法保证您获取 100 个元素。

如果内存没有问题，您可以创建一个数组并选择 100 个随机元素：

伪代码二：

Object userArray[] = user.toArray();
Set<String> randoms = new HashSet<String>();
while(randoms.size() != 100) {
  int randomUser = userArray[new Random().nexInt(10000)];
  randoms.add(randomUser);
}