随机化List <t> </t>

时间：2008-11-07 19:28:19

标签： c# generic-list

在C＃中随机化通用列表顺序的最佳方法是什么？我在列表中有一组有限的75个数字，我想为其分配一个随机顺序，以便为抽奖类型的应用程序绘制它们。

26 个答案:

答案 0 :(得分：1016)

使用基于Fisher-Yates shuffle的扩展方法随机播放(I)List：

private static Random rng = new Random();  

public static void Shuffle<T>(this IList<T> list)  
{  
    int n = list.Count;  
    while (n > 1) {  
        n--;  
        int k = rng.Next(n + 1);  
        T value = list[k];  
        list[k] = list[n];  
        list[n] = value;  
    }  
}

用法：

List<Product> products = GetProducts();
products.Shuffle();

上面的代码使用备受批评的System.Random方法来选择交换候选者。它很快但不是随意的。如果你需要在shuffle中提供更好的随机性，请使用System.Security.Cryptography中的随机数生成器，如下所示：

using System.Security.Cryptography;
...
public static void Shuffle<T>(this IList<T> list)
{
    RNGCryptoServiceProvider provider = new RNGCryptoServiceProvider();
    int n = list.Count;
    while (n > 1)
    {
        byte[] box = new byte[1];
        do provider.GetBytes(box);
        while (!(box[0] < n * (Byte.MaxValue / n)));
        int k = (box[0] % n);
        n--;
        T value = list[k];
        list[k] = list[n];
        list[n] = value;
    }
}

可以进行简单比较at this blog（WayBack Machine）。

编辑：自从几年前写下这个答案以来，很多人都评论或写信给我，指出我比较中的一个很大的愚蠢缺陷。他们当然是对的。 System.Random没有任何问题，如果按照预期的方式使用它。在我上面的第一个例子中，我在Shuffle方法中实例化了rng变量，如果要重复调用该方法，则会遇到麻烦。下面是一个固定的完整示例，基于今天从@weston收到的关于SO的真实有用的评论。

的Program.cs：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;

namespace SimpleLottery
{
  class Program
  {
    private static void Main(string[] args)
    {
      var numbers = new List<int>(Enumerable.Range(1, 75));
      numbers.Shuffle();
      Console.WriteLine("The winning numbers are: {0}", string.Join(",  ", numbers.GetRange(0, 5)));
    }
  }

  public static class ThreadSafeRandom
  {
      [ThreadStatic] private static Random Local;

      public static Random ThisThreadsRandom
      {
          get { return Local ?? (Local = new Random(unchecked(Environment.TickCount * 31 + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId))); }
      }
  }

  static class MyExtensions
  {
    public static void Shuffle<T>(this IList<T> list)
    {
      int n = list.Count;
      while (n > 1)
      {
        n--;
        int k = ThreadSafeRandom.ThisThreadsRandom.Next(n + 1);
        T value = list[k];
        list[k] = list[n];
        list[n] = value;
      }
    }
  }
}

答案 1 :(得分：293)

如果我们只需要以完全随机的顺序对项目进行混洗（只是为了混合列表中的项目），我更喜欢这个简单而有效的代码，它通过guid命令项目...... 

var shuffledcards = cards.OrderBy(a => Guid.NewGuid()).ToList();

答案 2 :(得分：100)

我对这个简单算法的所有笨重版本感到有些惊讶。 Fisher-Yates（或Knuth shuffle）有点棘手但非常紧凑。如果你去维基百科，你会看到这个算法的版本反向循环，很多人似乎并不真正理解为什么它会反过来。关键原因是这个版本的算法假定您使用的随机数生成器Random(n)具有以下两个属性：

  1. 它接受n作为单个输入参数。
  2. 它返回0到n 包含的数字。

    3. 然而.Net随机数生成器不满足＃2属性。相反，Random.Next(n)返回从0到n-1的数字。如果您尝试反向使用for循环，则需要调用Random.Next(n+1)，这会增加一个额外的操作。

    然而，.Net随机数生成器有另一个很好的函数Random.Next(a,b)，它返回a到b-1（含）。这实际上非常适合具有正常for循环的该算法的实现。所以，不用多说，这是正确，有效和紧凑的实现：

    public static void Shuffle<T>(this IList<T> list, Random rnd)
{
    for(var i=0; i < list.Count - 1; i++)
        list.Swap(i, rnd.Next(i, list.Count));
}

public static void Swap<T>(this IList<T> list, int i, int j)
{
    var temp = list[i];
    list[i] = list[j];
    list[j] = temp;
}

答案 3 :(得分：71)

IEnumerable的扩展方法：

public static IEnumerable<T> Randomize<T>(this IEnumerable<T> source)
{
    Random rnd = new Random();
    return source.OrderBy<T, int>((item) => rnd.Next());
}

答案 4 :(得分：10)

    public static List<T> Randomize<T>(List<T> list)
    {
        List<T> randomizedList = new List<T>();
        Random rnd = new Random();
        while (list.Count > 0)
        {
            int index = rnd.Next(0, list.Count); //pick a random item from the master list
            randomizedList.Add(list[index]); //place it at the end of the randomized list
            list.RemoveAt(index);
        }
        return randomizedList;
    }

答案 5 :(得分：8)

修改 RemoveAt是我之前版本的一个弱点。这个解决方案克服了这一点。

public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(
        this IEnumerable<T> source,
        Random generator = null)
{
    if (generator == null)
    {
        generator = new Random();
    }

    var elements = source.ToArray();
    for (var i = elements.Length - 1; i >= 0; i--)
    {
        var swapIndex = generator.Next(i + 1);
        yield return elements[swapIndex];
        elements[swapIndex] = elements[i];
    }
}

注意可选的Random generator，如果Random的基本框架实现不是线程安全的或加密强度足以满足您的需要，您可以将实现注入操作。

A suitable implementation for a thread-safe cryptographically strong Random implementation can be found in this answer.

这是一个想法，以（希望）有效的方式扩展IList。 

public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(this IList<T> list)
{
    var choices = Enumerable.Range(0, list.Count).ToList();
    var rng = new Random();
    for(int n = choices.Count; n > 1; n--)
    {
        int k = rng.Next(n);
        yield return list[choices[k]];
        choices.RemoveAt(k);
    }

    yield return list[choices[0]];
}

答案 6 :(得分：5)

您可以使用这种简单的扩展方法

public static class IEnumerableExtensions
{

    public static IEnumerable<t> Randomize<t>(this IEnumerable<t> target)
    {
        Random r = new Random();

        return target.OrderBy(x=>(r.Next()));
    }        
}

您可以通过执行以下操作来使用它

// use this on any collection that implements IEnumerable!
// List, Array, HashSet, Collection, etc

List<string> myList = new List<string> { "hello", "random", "world", "foo", "bar", "bat", "baz" };

foreach (string s in myList.Randomize())
{
    Console.WriteLine(s);
}

答案 7 :(得分：4)

想法是获得具有物品和随机顺序的匿名对象，然后按照此顺序重新排列物品并返回值：

var result = items.Select(x => new { value = x, order = rnd.Next() })
            .OrderBy(x => x.order).Select(x => x.value).ToList()

答案 8 :(得分：3)

我通常使用：

var list = new List<T> ();
fillList (list);
var randomizedList = new List<T> ();
var rnd = new Random ();
while (list.Count != 0)
{
    var index = rnd.Next (0, list.Count);
    randomizedList.Add (list [index]);
    list.RemoveAt (index);
}

答案 9 :(得分：3)

当我不希望修改原文时，这是我首选的随机播放方法。它是适用于任何可枚举序列的Fisher–Yates "inside-out" algorithm的变体（从{start}开始不需要知道source的长度。）

public static IList<T> NextList<T>(this Random r, IEnumerable<T> source)
{
  var list = new List<T>();
  foreach (var item in source)
  {
    var i = r.Next(list.Count + 1);
    if (i == list.Count)
    {
      list.Add(item);
    }
    else
    {
      var temp = list[i];
      list[i] = item;
      list.Add(temp);
    }
  }
  return list;
}

此算法也可以通过分配从0到length - 1的范围来实现，并通过将随机选择的索引与最后一个索引进行交换来随机耗尽索引，直到所有索引都被选择了一次。上面的代码完成了完全相同的事情，但没有额外的分配。这很漂亮。

关于Random类，它是一个通用数字生成器（如果我正在运行彩票，我会考虑使用不同的东西）。它还默认依赖于基于时间的种子值。缓解问题的方法是使用Random为RNGCryptoServiceProvider类播种，或者在类似于此的方法中使用RNGCryptoServiceProvider（见下文），以生成统一选择的随机双浮动点值，但运行抽奖几乎需要了解随机性和随机源的性质。

var bytes = new byte[8];
_secureRng.GetBytes(bytes);
var v = BitConverter.ToUInt64(bytes, 0);
return (double)v / ((double)ulong.MaxValue + 1);

生成随机双精度（仅在0和1之间）的关键是用于缩放为整数解。如果您需要从列表中选择一些基于随机双x的内容，那么0 <= x && x < 1就是直截了当。

return list[(int)(x * list.Count)];

享受！

答案 10 :(得分：3)

如果你有一个固定数字（75），你可以创建一个包含75个元素的数组，然后枚举你的列表，将元素移动到数组中的随机位置。您可以使用Fisher-Yates shuffle生成列表编号到数组索引的映射。

答案 11 :(得分：2)

如果您不介意使用两个Lists，那么这可能是最简单的方法，但可能不是最有效或不可预测的方法：

List<int> xList = new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5 };
List<int> deck = new List<int>();

foreach (int xInt in xList)
    deck.Insert(random.Next(0, deck.Count + 1), xInt);

答案 12 :(得分：2)

只是想建议使用IComparer<T>和List.Sort()的变体：

public class RandomIntComparer : IComparer<int>
{
    private readonly Random _random = new Random();
    
    public int Compare(int x, int y)
    {
        return _random.Next(-1, 2);
    }
}

用法：

list.Sort(new RandomIntComparer());

答案 13 :(得分：1)

 public Deck(IEnumerable<Card> initialCards) 
    {
    cards = new List<Card>(initialCards);
    public void Shuffle() 
     }
    {
        List<Card> NewCards = new List<Card>();
        while (cards.Count > 0) 
        {
            int CardToMove = random.Next(cards.Count);
            NewCards.Add(cards[CardToMove]);
            cards.RemoveAt(CardToMove);
        }
        cards = NewCards;
    }

public IEnumerable<string> GetCardNames() 

{
    string[] CardNames = new string[cards.Count];
    for (int i = 0; i < cards.Count; i++)
    CardNames[i] = cards[i].Name;
    return CardNames;
}

Deck deck1;
Deck deck2;
Random random = new Random();

public Form1() 
{

InitializeComponent();
ResetDeck(1);
ResetDeck(2);
RedrawDeck(1);
 RedrawDeck(2);

}



 private void ResetDeck(int deckNumber) 
    {
    if (deckNumber == 1) 
{
      int numberOfCards = random.Next(1, 11);
      deck1 = new Deck(new Card[] { });
      for (int i = 0; i < numberOfCards; i++)
           deck1.Add(new Card((Suits)random.Next(4),(Values)random.Next(1, 14)));
       deck1.Sort();
}


   else
    deck2 = new Deck();
 }

private void reset1_Click(object sender, EventArgs e) {
ResetDeck(1);
RedrawDeck(1);

}

private void shuffle1_Click(object sender, EventArgs e) 
{
    deck1.Shuffle();
    RedrawDeck(1);

}

private void moveToDeck1_Click(object sender, EventArgs e) 
{

    if (listBox2.SelectedIndex >= 0)
    if (deck2.Count > 0) {
    deck1.Add(deck2.Deal(listBox2.SelectedIndex));

}

    RedrawDeck(1);
    RedrawDeck(2);

}

答案 14 :(得分：1)

您可以通过排序来完成，而比较将通过使用随机来完成

var rand = new Random();
var list = new List<T>();
list.Sort((a,b)=>rand.Next(-1,2));

答案 15 :(得分：0)

这是一种线程安全的方法：

public static class EnumerableExtension
{
    private static Random globalRng = new Random();

    [ThreadStatic]
    private static Random _rng;

    private static Random rng 
    {
        get
        {
            if (_rng == null)
            {
                int seed;
                lock (globalRng)
                {
                    seed = globalRng.Next();
                }
                _rng = new Random(seed);
             }
             return _rng;
         }
    }

    public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(this IEnumerable<T> items)
    {
        return items.OrderBy (i => rng.Next());
    }
}

答案 16 :(得分：0)

这是一个有效的Shuffler，它返回一个洗牌值的字节数组。它永远不会超过需要的洗牌。它可以从之前停止的地方重新启动。我的实际实现（未显示）是一个允许用户指定替换shuffler的MEF组件。

    public byte[] Shuffle(byte[] array, int start, int count)
    {
        int n = array.Length - start;
        byte[] shuffled = new byte[count];
        for(int i = 0; i < count; i++, start++)
        {
            int k = UniformRandomGenerator.Next(n--) + start;
            shuffled[i] = array[k];
            array[k] = array[start];
            array[start] = shuffled[i];
        }
        return shuffled;
    }

`

答案 17 :(得分：0)

accepted answer的简单修改，它返回一个新列表而不是就地工作，并接受与其他Linq方法一样多的一般IEnumerable<T>。

private static Random rng = new Random();

/// <summary>
/// Returns a new list where the elements are randomly shuffled.
/// Based on the Fisher-Yates shuffle, which has O(n) complexity.
/// </summary>
public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(this IEnumerable<T> list) {
    var source = list.ToList();
    int n = source.Count;
    var shuffled = new List<T>(n);
    shuffled.AddRange(source);
    while (n > 1) {
        n--;
        int k = rng.Next(n + 1);
        T value = shuffled[k];
        shuffled[k] = shuffled[n];
        shuffled[n] = value;
    }
    return shuffled;
}

答案 18 :(得分：0)

    List<T> OriginalList = new List<T>();
    List<T> TempList = new List<T>();
    Random random = new Random();
    int length = OriginalList.Count;
    int TempIndex = 0;

    while (length > 0) {
        TempIndex = random.Next(0, length);  // get random value between 0 and original length
        TempList.Add(OriginalList[TempIndex]); // add to temp list
        OriginalList.RemoveAt(TempIndex); // remove from original list
        length = OriginalList.Count;  // get new list <T> length.
    }

    OriginalList = new List<T>();
    OriginalList = TempList; // copy all items from temp list to original list.

答案 19 :(得分：0)

我在网上找到了一个有趣的解决方案。

礼貌：https://improveandrepeat.com/2018/08/a-simple-way-to-shuffle-your-lists-in-c/

var shuffled = myList.OrderBy（x => Guid.NewGuid（））。ToList（）;

答案 20 :(得分：0)

这是Fisher-Yates随机播放的实现，它允许指定要返回的元素数；因此，在获取所需数量的元素之前不必先对整个集合进行排序。

交换元素的顺序与默认设置相反；并从第一个元素到最后一个元素进行处理，因此检索集合的子集会产生与重排整个集合相同的（部分）序列：

collection.TakeRandom(5).SequenceEqual(collection.Shuffle().Take(5)); // true

此算法基于Wikipedia上Durstenfeld的Fisher-Yates shuffle的（现代）版本。

public static IList<T> TakeRandom<T>(this IEnumerable<T> collection, int count, Random random) => shuffle(collection, count, random);
public static IList<T> Shuffle<T>(this IEnumerable<T> collection, Random random) => shuffle(collection, null, random);
private static IList<T> shuffle<T>(IEnumerable<T> collection, int? take, Random random)
{
    var a = collection.ToArray();
    var n = a.Length;
    if (take <= 0 || take > n) throw new ArgumentException("Invalid number of elements to return.");
    var end = take ?? n;
    for (int i = 0; i < end; i++)
    {
        var j = random.Next(i, n);
        (a[i], a[j]) = (a[j], a[i]);
    }

    if (take.HasValue) return new ArraySegment<T>(a, 0, take.Value);
    return a;
}

答案 21 :(得分：0)

您的问题是如何随机列表。这意味着：

  1. 所有独特的组合都应该可能发生
  2. 所有唯一组合都应以相同的分布出现（又称“无偏差”）。

针对该问题发布的大量答案不满足上述“随机”的两个要求。

这是遵循Fisher-Yates随机方法的紧凑，无偏伪随机函数。

public static void Shuffle<T>(this IList<T> list, Random rnd)
{
    for (var i = list.Count-1; i > 0; i--)
    {
        var randomIndex = rnd.Next(i + 1); //maxValue (i + 1) is EXCLUSIVE
        list.Swap(i, randomIndex); 
    }
}

public static void Swap<T>(this IList<T> list, int indexA, int indexB)
{
   var temp = list[indexA];
   list[indexA] = list[indexB];
   list[indexB] = temp;
}

答案 22 :(得分：0)

一个人可以使用morelinq包中的Shuffle扩展方法methond，它适用于IEnumerables

install-package morelinq 

using MoreLinq;
...    
var randomized = list.Shuffle();

答案 23 :(得分：-2)

private List<GameObject> ShuffleList(List<GameObject> ActualList) {


    List<GameObject> newList = ActualList;
    List<GameObject> outList = new List<GameObject>();

    int count = newList.Count;

    while (newList.Count > 0) {

        int rando = Random.Range(0, newList.Count);

        outList.Add(newList[rando]);

        newList.RemoveAt(rando);

     

    }

    return (outList);

}

用法：

List<GameObject> GetShuffle = ShuffleList(ActualList);

答案 24 :(得分：-3)

老帖子肯定，但我只是使用GUID。 

Items = Items.OrderBy(o => Guid.NewGuid().ToString()).ToList();

GUID始终是唯一的，因为每次结果每次更改时都会重新生成GUID。

答案 25 :(得分：-6)

解决此类问题的一个非常简单的方法是在列表中使用多个随机元素交换。

在伪代码中，这看起来像这样：

do 
    r1 = randomPositionInList()
    r2 = randomPositionInList()
    swap elements at index r1 and index r2 
for a certain number of times
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