如何从集合中选择随机元素？ 我特别感兴趣的是从a中选择一个随机元素 Java中的HashSet或LinkedHashSet。 也欢迎其他语言的解决方案。
答案 0 :(得分：79)
int size = myHashSet.size();
int item = new Random().nextInt(size); // In real life, the Random object should be rather more shared than this
int i = 0;
for(Object obj : myhashSet)
{
if (i == item)
return obj;
i++;
}
答案 1 :(得分：71)
有点相关你知道吗：
java.util.Collections中有一些有用的方法可以改组整个集合：Collections.shuffle(List<?>)和Collections.shuffle(List<?> list, Random rnd)。
答案 2 :(得分：32)
使用ArrayList和HashMap的快速Java解决方案：[element - ＆gt;指数]。
动机：我需要一组具有RandomAccess属性的项目，尤其是从集合中选择一个随机项目（请参阅pollRandom方法）。二叉树中的随机导航不准确：树不是完美平衡的，这不会导致均匀分布。
public class RandomSet<E> extends AbstractSet<E> {
List<E> dta = new ArrayList<E>();
Map<E, Integer> idx = new HashMap<E, Integer>();
public RandomSet() {
}
public RandomSet(Collection<E> items) {
for (E item : items) {
idx.put(item, dta.size());
dta.add(item);
}
}
@Override
public boolean add(E item) {
if (idx.containsKey(item)) {
return false;
}
idx.put(item, dta.size());
dta.add(item);
return true;
}
/**
* Override element at position <code>id</code> with last element.
* @param id
*/
public E removeAt(int id) {
if (id >= dta.size()) {
return null;
}
E res = dta.get(id);
idx.remove(res);
E last = dta.remove(dta.size() - 1);
// skip filling the hole if last is removed
if (id < dta.size()) {
idx.put(last, id);
dta.set(id, last);
}
return res;
}
@Override
public boolean remove(Object item) {
@SuppressWarnings(value = "element-type-mismatch")
Integer id = idx.get(item);
if (id == null) {
return false;
}
removeAt(id);
return true;
}
public E get(int i) {
return dta.get(i);
}
public E pollRandom(Random rnd) {
if (dta.isEmpty()) {
return null;
}
int id = rnd.nextInt(dta.size());
return removeAt(id);
}
@Override
public int size() {
return dta.size();
}
@Override
public Iterator<E> iterator() {
return dta.iterator();
}
}
答案 3 :(得分：27)
这比接受的答案中的for-each循环更快：
int index = rand.nextInt(set.size());
Iterator<Object> iter = set.iterator();
for (int i = 0; i < index; i++) {
iter.next();
}
return iter.next();
for-each构造在每个循环上调用Iterator.hasNext()，但是从index < set.size()开始，该检查是不必要的开销。我看到速度提高10-20％，但是YMMV。 （此外，这无需添加额外的返回语句即可编译。）
请注意，此代码（以及大多数其他答案）可以应用于任何集合，而不仅仅是Set。通用方法形式：
public static <E> E choice(Collection<? extends E> coll, Random rand) {
if (coll.size() == 0) {
return null; // or throw IAE, if you prefer
}
int index = rand.nextInt(coll.size());
if (coll instanceof List) { // optimization
return ((List<? extends E>) coll).get(index);
} else {
Iterator<? extends E> iter = coll.iterator();
for (int i = 0; i < index; i++) {
iter.next();
}
return iter.next();
}
}
答案 4 :(得分：15)
如果要在Java中执行此操作，则应考虑将元素复制到某种随机访问集合（例如ArrayList）中。因为，除非您的设置很小，否则访问所选元素将是昂贵的（O（n）而不是O（1））。 [编辑：列表副本也是O（n）]
或者，您可以查找更符合您要求的其他Set实现。来自Commons Collections的ListOrderedSet看起来很有希望。
答案 5 :(得分：8)
在Java中：
Set<Integer> set = new LinkedHashSet<Integer>(3);
set.add(1);
set.add(2);
set.add(3);
Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());
int[] setArray = (int[]) set.toArray();
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
System.out.println(setArray[rand.nextInt(set.size())]);
}
答案 6 :(得分：8)
List asList = new ArrayList(mySet);
Collections.shuffle(asList);
return asList.get(0);
答案 7 :(得分：3)
Clojure解决方案：
(defn pick-random [set] (let [sq (seq set)] (nth sq (rand-int (count sq)))))
答案 8 :(得分：2)
Perl 5
@hash_keys = (keys %hash);
$rand = int(rand(@hash_keys));
print $hash{$hash_keys[$rand]};
这是一种方法。
答案 9 :(得分：2)
上面的解决方案就延迟而言，但并不能保证选择每个索引的概率相等
如果需要考虑，请尝试水库采样。 http://en.wikipedia.org/wiki/Reservoir_sampling。
Collections.shuffle（）（由少数人建议）使用一种这样的算法。
答案 10 :(得分：2)
C ++。这应该相当快，因为它不需要迭代整个集合或对其进行排序。这应该与大多数现代编译器一起开箱即用，假设它们支持tr1。如果没有，您可能需要使用Boost。
Boost docs有助于解释这一点，即使您不使用Boost。
诀窍是利用数据已分成存储桶的事实，并快速识别随机选择的存储桶（具有适当的概率）。
//#include <boost/unordered_set.hpp>
//using namespace boost;
#include <tr1/unordered_set>
using namespace std::tr1;
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
using namespace std;
int main() {
unordered_set<int> u;
u.max_load_factor(40);
for (int i=0; i<40; i++) {
u.insert(i);
cout << ' ' << i;
}
cout << endl;
cout << "Number of buckets: " << u.bucket_count() << endl;
for(size_t b=0; b<u.bucket_count(); b++)
cout << "Bucket " << b << " has " << u.bucket_size(b) << " elements. " << endl;
for(size_t i=0; i<20; i++) {
size_t x = rand() % u.size();
cout << "we'll quickly get the " << x << "th item in the unordered set. ";
size_t b;
for(b=0; b<u.bucket_count(); b++) {
if(x < u.bucket_size(b)) {
break;
} else
x -= u.bucket_size(b);
}
cout << "it'll be in the " << b << "th bucket at offset " << x << ". ";
unordered_set<int>::const_local_iterator l = u.begin(b);
while(x>0) {
l++;
assert(l!=u.end(b));
x--;
}
cout << "random item is " << *l << ". ";
cout << endl;
}
}
答案 11 :(得分：1)
如何
public static <A> A getRandomElement(Collection<A> c, Random r) {
return new ArrayList<A>(c).get(r.nextInt(c.size()));
}
答案 12 :(得分：1)
在Java 8中：
itertuples()答案 13 :(得分：1)
这与接受的答案（Khoth）相同，但删除了不必要的size和i变量。
int random = new Random().nextInt(myhashSet.size());
for(Object obj : myhashSet) {
if (random-- == 0) {
return obj;
}
}
虽然废除了上述两个变量，但上述解决方案仍然是随机的，因为我们依赖随机（从随机选择的索引开始）在每次迭代时将自身递减到0。
答案 14 :(得分：1)
既然你说“欢迎使用其他语言的解决方案”，这里是Python的版本：
>>> import random
>>> random.choice([1,2,3,4,5,6])
3
>>> random.choice([1,2,3,4,5,6])
4
答案 15 :(得分：1)
Javascript解决方案;）
function choose (set) {
return set[Math.floor(Math.random() * set.length)];
}
var set = [1, 2, 3, 4], rand = choose (set);
或者：
Array.prototype.choose = function () {
return this[Math.floor(Math.random() * this.length)];
};
[1, 2, 3, 4].choose();
答案 16 :(得分：1)
你不能只获得集合/数组的大小/长度，生成0和大小/长度之间的随机数，然后调用索引与该数字匹配的元素吗？ HashSet有一个.size（）方法，我很确定。
在伪代码中 -
function randFromSet(target){
var targetLength:uint = target.length()
var randomIndex:uint = random(0,targetLength);
return target[randomIndex];
}
答案 17 :(得分：1)
在Mathematica中：
a = {1, 2, 3, 4, 5}
a[[ ⌈ Length[a] Random[] ⌉ ]]
或者，在最近的版本中，只需：
RandomChoice[a]
这得到了一次投票，也许是因为它没有解释，所以这里有一个：
Random[]生成0到1之间的伪随机浮点数。这将乘以列表的长度，然后使用ceiling函数向上舍入到下一个整数。然后从a中提取该索引。
由于哈希表功能经常使用Mathematica中的规则完成，并且规则存储在列表中，因此可以使用：
a = {"Badger" -> 5, "Bird" -> 1, "Fox" -> 3, "Frog" -> 2, "Wolf" -> 4};
答案 18 :(得分：1)
PHP，假设“set”是一个数组：
$foo = array("alpha", "bravo", "charlie");
$index = array_rand($foo);
$val = $foo[$index];
Mersenne Twister函数更好，但在PHP中没有MT等价的array_rand。
答案 19 :(得分：1)
不幸的是，在任何标准库集合容器中都无法有效地完成（优于O（n））。
这很奇怪，因为向哈希集和二进制集添加随机选择函数非常容易。在不稀疏的哈希集中，您可以尝试随机条目，直到获得命中。对于二叉树，您可以在左子树或右子树之间随机选择，最多为O（log2）步。我已经实现了下面的演示：
import random
class Node:
def __init__(self, object):
self.object = object
self.value = hash(object)
self.size = 1
self.a = self.b = None
class RandomSet:
def __init__(self):
self.top = None
def add(self, object):
""" Add any hashable object to the set.
Notice: In this simple implementation you shouldn't add two
identical items. """
new = Node(object)
if not self.top: self.top = new
else: self._recursiveAdd(self.top, new)
def _recursiveAdd(self, top, new):
top.size += 1
if new.value < top.value:
if not top.a: top.a = new
else: self._recursiveAdd(top.a, new)
else:
if not top.b: top.b = new
else: self._recursiveAdd(top.b, new)
def pickRandom(self):
""" Pick a random item in O(log2) time.
Does a maximum of O(log2) calls to random as well. """
return self._recursivePickRandom(self.top)
def _recursivePickRandom(self, top):
r = random.randrange(top.size)
if r == 0: return top.object
elif top.a and r <= top.a.size: return self._recursivePickRandom(top.a)
return self._recursivePickRandom(top.b)
if __name__ == '__main__':
s = RandomSet()
for i in [5,3,7,1,4,6,9,2,8,0]:
s.add(i)
dists = [0]*10
for i in xrange(10000):
dists[s.pickRandom()] += 1
print dists
我得到[995,975,971,995,1057,1004,966,1052,984,1001]作为输出，所以分布接缝很好。
我为自己努力解决同样的问题，而且我还没有确定天气，这个更高效的选择的性能增益值得使用基于python的集合的开销。我当然可以对它进行改进并将其转换为C，但这对我来说太过分了：）
答案 20 :(得分：1)
在lisp中
(defun pick-random (set)
(nth (random (length set)) set))
答案 21 :(得分：1)
在C＃
Random random = new Random((int)DateTime.Now.Ticks);
OrderedDictionary od = new OrderedDictionary();
od.Add("abc", 1);
od.Add("def", 2);
od.Add("ghi", 3);
od.Add("jkl", 4);
int randomIndex = random.Next(od.Count);
Console.WriteLine(od[randomIndex]);
// Can access via index or key value:
Console.WriteLine(od[1]);
Console.WriteLine(od["def"]);
答案 22 :(得分：1)
Icon有一个集类型和一个随机元素运算符，一元“？”，所以表达式
? set( [1, 2, 3, 4, 5] )
将产生1到5之间的随机数。
当程序运行时，随机种子初始化为0，因此要在每次运行时使用randomize()
答案 23 :(得分：0)
为了好玩，我写了一个基于拒绝采样的RandomHashSet。有点hacky，因为HashMap不允许我们直接访问它的表，但它应该可以正常工作。
它不使用任何额外的内存，查找时间为O（1）摊销。 （因为java HashTable很密集）。
class RandomHashSet<V> extends AbstractSet<V> {
private Map<Object,V> map = new HashMap<>();
public boolean add(V v) {
return map.put(new WrapKey<V>(v),v) == null;
}
@Override
public Iterator<V> iterator() {
return new Iterator<V>() {
RandKey key = new RandKey();
@Override public boolean hasNext() {
return true;
}
@Override public V next() {
while (true) {
key.next();
V v = map.get(key);
if (v != null)
return v;
}
}
@Override public void remove() {
throw new NotImplementedException();
}
};
}
@Override
public int size() {
return map.size();
}
static class WrapKey<V> {
private V v;
WrapKey(V v) {
this.v = v;
}
@Override public int hashCode() {
return v.hashCode();
}
@Override public boolean equals(Object o) {
if (o instanceof RandKey)
return true;
return v.equals(o);
}
}
static class RandKey {
private Random rand = new Random();
int key = rand.nextInt();
public void next() {
key = rand.nextInt();
}
@Override public int hashCode() {
return key;
}
@Override public boolean equals(Object o) {
return true;
}
}
}
答案 24 :(得分：0)
PHP，使用MT：
$items_array = array("alpha", "bravo", "charlie");
$last_pos = count($items_array) - 1;
$random_pos = mt_rand(0, $last_pos);
$random_item = $items_array[$random_pos];
答案 25 :(得分：0)
您也可以将该集转移到数组使用数组 它可能会在小范围内工作我看到最多投票答案中的for循环无论如何都是O（n）
Object[] arr = set.toArray();
int v = (int) arr[rnd.nextInt(arr.length)];
答案 26 :(得分：0)
如果你真的只想选择＆＃34;任何＆＃34;来自Set的对象，对随机性没有任何保证，最简单的是取迭代器返回的第一个。
Set<Integer> s = ...
Iterator<Integer> it = s.iterator();
if(it.hasNext()){
Integer i = it.next();
// i is a "random" object from set
}
答案 27 :(得分：0)
Java 8最简单的是：
outbound.stream().skip(n % outbound.size()).findFirst().get()
其中n是一个随机整数。当然，它的性能低于for(elem: Col)
答案 28 :(得分：0)
使用Khoth的答案作为起点的通用解决方案。
/**
* @param set a Set in which to look for a random element
* @param <T> generic type of the Set elements
* @return a random element in the Set or null if the set is empty
*/
public <T> T randomElement(Set<T> set) {
int size = set.size();
int item = random.nextInt(size);
int i = 0;
for (T obj : set) {
if (i == item) {
return obj;
}
i++;
}
return null;
}
答案 29 :(得分：0)
如果设置的大小不大，那么可以使用Arrays。
int random;
HashSet someSet;
<Type>[] randData;
random = new Random(System.currentTimeMillis).nextInt(someSet.size());
randData = someSet.toArray();
<Type> sResult = randData[random];
答案 30 :(得分：0)
使用Guava，我们可以做得比Khoth的回答好一点：
public static E random(Set<E> set) {
int index = random.nextInt(set.size();
if (set instanceof ImmutableSet) {
// ImmutableSet.asList() is O(1), as is .get() on the returned list
return set.asList().get(index);
}
return Iterables.get(set, index);
}
答案 31 :(得分：0)
Java 8+ 流：
static <E> Optional<E> getRandomElement(Collection<E> collection) {
return collection
.stream()
.skip(ThreadLocalRandom.current()
.nextInt(collection.size()))
.findAny();
}
基于 answer 的 Joshua Bone 但略有变化：
答案 32 :(得分：-1)
如果你不介意第三方库，Utils库有一个IterableUtils，它有一个randomFrom（Iterable iterable）方法，它将接受一个Set并从中返回一个随机元素它
Set<Object> set = new HashSet<>();
set.add(...);
...
Object random = IterableUtils.randomFrom(set);
它位于Maven Central Repository：
<dependency>
<groupId>com.github.rkumsher</groupId>
<artifactId>utils</artifactId>
<version>1.3</version>
</dependency>
答案 33 :(得分：-2)
阅读完这篇帖子后，我写的最好的是：
static Random random = new Random(System.currentTimeMillis());
public static <T> T randomChoice(T[] choices)
{
int index = random.nextInt(choices.length);
return choices[index];
}