如何从数组中生成随机数而不重复？答案

【问题标题】：How do I generate random numbers from an array without repetition?如何从数组中生成随机数而不重复？
【发布时间】：2016-07-28 15:59:16
【问题描述】：

我知道以前有人问过类似的问题，但请耐心等待。

我有一个数组：

int [] arr = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};

我希望数字随机生成 10 次。像这样的：

4,6,8,2,4,9,3,8,7

虽然有些数字是重复的，但没有一个数字会连续生成超过一次。所以不是这样的：

7,3,1,8,8,2,4,9,5,6

如您所见，数字 8 在生成后立即重复。这不是我们想要的效果。

所以基本上，我可以接受重复的数字，只要它连续出现不超过一次。

【问题讨论】：

给我们看一些代码。您尝试了什么，遇到了什么问题？
这个问题被称为“无放回随机抽样”。研究得很透彻。
@AShelly：除了这不是这里的问题。你说的问题是重复想要never重复一个数字。 OP 的问题是避免连续两次重复给定数字，但您可以合法地产生8, 4, 8。如果这是重复的，我不会感到惊讶，但它不是您在作为重复关闭时链接的那个。
我明白了，我很抱歉。
@kiraa 的答案是具有确定性时间的正确解决方案。

标签： arrays sorting random

【解决方案1】：

生成一个随机数。
将其与您生成的最后一个数字进行比较
如果相同；丢弃它
如果不一样，添加到数组中
返回第 1 步，直到你有足够的数字

【讨论】：

【解决方案2】：

在数组中生成一个随机索引。
重复直到它与上次使用的索引不同。
将该索引对应的值拉出数组。
从头开始重复，直到获得所需数量的数字。

【讨论】：

【解决方案3】：

虽然发布的答案还不错并且效果很好，但有人可能会对解决方案不满意，因为如果您生成足够长的序列，它可能会挂起（很难难以置信不太可能）相同的数字。

处理这个“问题”，同时保留数字分布的算法是：

从原始数组中选择一个随机数，我们称之为n，然后输出。
制作除 n 之外的所有元素的数组
从较短的数组生成随机索引。用 n 交换索引上的元素。输出 n。
重复上一步，直到输出足够的数字。

【讨论】：

您可以通过将项目n 与最后一个元素交换来跳过步骤2 中的复制，然后从[0..size-1) 范围内选择一个元素

【解决方案4】：

    int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    int[] result = new int[10];
    int previousChoice = -1;

    int i = 0;
    while (i < 10) {
        int randomIndex = (int) (Math.random() * arr.length);
        if (arr[randomIndex] != previousChoice) {
            result[i] = arr[randomIndex];
            i++;
        }
    }

【讨论】：

【解决方案5】：

到目前为止给出的解决方案都涉及每一代的非恒定工作；如果您反复生成索引并测试重复，您可以想象在最终获得新索引之前多次生成相同的索引。（Kiraa's answer 是一个例外，但它涉及高昂的常量开销来制作部分数组的副本）

这里的最佳解决方案（假设您想要唯一索引，而不是唯一值，和/或源数组具有唯一值）是循环索引，以便您始终在（低）恒定时间内生成新索引。

基本上，你会有一个这样的 with 循环（使用 Python 作为语言主要是为了简洁）：

# randrange(x, y) generates an int in range x to y-1 inclusive
from random import randrange

arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
result = []
selectidx = 0
randstart = 0

for _ in range(10):  # Runs loop body 10 times
    # Generate offset from last selected index (randstart is initially 0
    # allowing any index to be selected; on subsequent loops, it's 1, preventing
    # repeated selection of last index
    offset = randrange(randstart, len(arr))
    randstart = 1

    # Add offset to last selected index and wrap so we cycle around the array
    selectidx = (selectidx + offset) % len(arr)

    # Append element at newly selected index
    result.append(arr[selectidx])

这样，保证每个生成步骤只需要一个新的随机数，唯一不变的额外工作是单次加法和余数运算。

【讨论】：