有没有一种有效的方法来使用随机数去重？

Question

我正在制作一个使用随机数的程序。我写了如下代码，但是循环次数比我预期的要多有没有一种有效的方法来使用随机数去重？

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#define MAX 1000
int main(void)
{
    int c[MAX] = {};
    int i, j = 0;
    srand((unsigned int)time(NULL));
    for (i = 0; i < MAX; i++)
    {
        c[i] = rand() % 10000;
        for (j = 0; j < i; j++)
        {
            if (c[i] == c[j])
            {
                i--;
                break;
            }
        }
    }
    for (i = 0; i < MAX; i++)
    {
        std::cout << c[i] << std::endl;
    }
    return 0;
}

Answer 1

你可以利用std::shuffle。

用递增的数字填充 vector 直到 MAX 然后洗牌。

#include <random>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <vector>
 
#define MAX 1000

int main()
{  
    std::vector<int> v(MAX) ; // vector with 1000 ints.
    std::iota (std::begin(v), std::end(v), 0);
 
    std::random_device rd;
    std::mt19937 g(rd());
 
    std::shuffle(v.begin(), v.end(), g);
 
    std::copy(v.begin(), v.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    
    std::cout << "\n";
}

DEMO

Answer 2

这里有一个版本，像TruthSeeker的答案一样，避免初始化一个最大大小的数组，所以它占用的内存更少。它具有均匀采样。

#include <random>
#include <cassert>
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <vector>

std::vector<int> random_set(int count, int maximum_value)
{
    assert(count <= maximum_value + 1);

    std::vector<int> output;
    std::unordered_map<int, int> jump;

    auto helper_maximum = maximum_value;

    std::random_device rd;
    std::mt19937 gen(rd());

    for (int i = 0; i < count; ++i, --helper_maximum)
    {
        const auto selector_origin = std::uniform_int_distribution<int>(0, helper_maximum)(gen);
        auto selector = selector_origin;

        while (true)
        {
            auto it = jump.find(selector); 
            if (it == jump.end()) break;
            selector = it->second;
        }

        jump[selector_origin] = helper_maximum;
        output.push_back(selector);
    }

    return output;
}

int main()
{
    random_set(10, 15000);
}

Answer 3

您所描述的是 sampling without replacement. std::sample 正是这样做的，您只需要为其提供您的人数。

std::ranges::views::iota可以是你的人口而不需要存储10000个数字。

#include <algorithm>
#include <random>
#include <ranges>
#include <iostream>

int main()
{
    std::vector<int> c(1000);
    std::mt19937 gen(std::random_device{}()); // or a better initialisation
    auto numbers = std::ranges::views::iota(0, 9999);
    std::sample(numbers.begin(), numbers.end(), c.begin(), 1000, gen);

    for (int i : c) 
    {
        std::cout << i << std::endl;
    }
}

See it live

有没有一种有效的方法来使用随机数去重？

Is there an efficient way to use random number deduplication?

c++

random