独特的随机数算法

Question

我想要一个算法/函数，给定数字N，在恒定时间内生成从0到N-1的随机数。在第N次通话后，该功能可以随心所欲。此外，重要的是算法在请求时生成数字而不是使用混洗，因为我可能（并且在一般情况下）不需要完整的数字列表。最好的方法是什么？

（可选阅读）我想过有一组哈希值，并且一次拉出一个数字，但这需要先将所有元素（我经常不需要）插入到哈希集中。这不行...... Argh

感谢您提前提供任何帮助。

Answer 1

通过使用仅存储已移动元素的地图替换数组来修改Fisher–Yates shuffle。在Python中：

import random
class Shuffle:
    def __init__(self, n):
        self.d = {}
        self.n = n
    def generate(self):
        i = random.randrange(self.n)
        self.n -= 1
        di = self.d[i] if i in self.d else i  # idiomatically, self.d.get(i, i)
        dn = self.d[self.n] if self.n in self.d else self.n
        self.d[i] = dn
        self.d[self.n] = di
        return di

空间使用和摊销的预期运行时间是实际生成的每个元素的O（1）个单词。最多记录因子，这是最佳的。