在 C++ 中从地图的随机子集创建新地图

Question

我有一张地图std::map<unsigned int,double> areas，我想从中绘制一个随机大小的随机子集（均匀分布）。到目前为止，我知道如何选择一个随机元素。

const int range_from  = 1;
const int range_to    = areas.size();
std::random_device                  rand_dev;
std::mt19937                        generator(rand_dev());
std::uniform_int_distribution<int>  distr(range_from, range_to);
std::map<unsigned int,double>::iterator rand_element;
auto itrtr = ++areas.begin();
std::advance(itrtr, distr(generator));
unsigned int random_key = itrtr->first;
rand_element = areas.find(random_key);

我将如何扩展此算法？或者不同的ansatz会更好吗？

Answer 1

借助m.s. 的评论和Johnny Mnemonic 对this question 的回答，我可以想出这个解决方案：

std::map<unsigned int,double> areas;
areas = computeAreas(); //fill areas map
areas[0] = 0;
std::vector<unsigned int> v;
// copy map keys to vector
  for(auto it = ++areas.begin(); 
    it != areas.end(); ++it) {
    v.push_back(it->first);
  }
// randomize vector elements
std::random_shuffle(v.begin(), v.end());
auto it=v.begin();

  for(auto& i:areas){
    double values=i.second;
    i.second=areas[*it];
    areas[*it]=values;
    it++;
  }

Answer 2

要获得随机抽样，您可以遍历整个地图，使用随机数来确定哪些元素将被保留，哪些元素将被丢弃。有两种方法可以计算保留与丢弃的几率，具体取决于您是否需要精确计数。

对于随机计数，使用例如平均抽取 10 个样本中的 1 个：

int sample_rate = 10;
std::random_device                  rand_dev;
std::mt19937                        generator(rand_dev());
std::uniform_int_distribution<int>  distr(0, sample_rate - 1);
std::map<unsigned int,double> result;
for (auto it = areas.begin(); it != areas.end(); ++it)
{
    if (distr(generator) == 0)
        result.insert(*it);
}

对于准确的计数，例如输入的 1/10：

int result_size = areas.size() / 10;
int countdown = areas.size() - 1;
std::random_device                  rand_dev;
std::mt19937                        generator(rand_dev());
std::map<unsigned int,double> result;
for (auto it = areas.begin(); it != areas.end(); ++it, --countdown)
{
    std::uniform_int_distribution<int> distr(0, countdown);
    if (distr(generator) < result_size - result.size())
        result.insert(*it);
}