Question

对于我的程序，到目前为止，我需要在[0..k [不时]中使用一个随机值，并使用C ++ 11 <random>功能非常好。我目前的代码类似于

class Random
{
public:
  Random() : rng( rd() ) { }

  inline int getRandNum( int limit ) { return ( numbers(rng) % limit ); } 

private:
  std::random_device rd;
  std::mt19937 rng;
  std::uniform_int_distribution<int> numbers;
};

现在，我需要在[0..k [中]连续绘制 n 不同的值。我在<random>中寻找允许的东西，但是我无法找到它，或者这样的东西还不存在。有没有比调用我的getRandNum函数更聪明，更优雅的方法，并重复直到我得到n个不同的值？

编辑：提出一个想法，在我的程序中k是几千和几十。

Answer 1

此解决方案不是C ++特定的，但可以使用任何语言轻松实现。

你想要的基本上是数字0到k，并选择前n个数字，其中n <= k。这可以使用油藏采样算法来完成。有关伪代码，请参阅此维基百科link。

请注意，可以在不存储所有k个数字的情况下获取n个数字并对其进行混洗。也就是说，可以只使用O（n）空间，其中n是您希望获得的随机数的数量，而不是O（k）。如果我们假设生成随机数需要O（1）时间，则该算法的时间复杂度为O（k）。

Answer 2

如果k是几千且n是十，那么排列生成真的不是最好的选择。但是调用getRandNum也不是你想要的，因为它可以多次返回相同的值。一种选择是一次生成随机序列，检查数字是否重复。最简单（也可能是最有效）的方法是使用set。

像这样：

#include <vector>
#include <set>
#include <iostream>
#include <random>

class Random
{
public:
  Random() : rng( rd() ) { }

  inline int getRandNum( int limit ) { return ( numbers(rng) % limit ); }
  std::set<int> getRandSequence(int limit, int n);

private:
  std::random_device rd;
  std::mt19937 rng;
  std::uniform_int_distribution<int> numbers;
};

std::set<int> Random::getRandSequence(int limit, int n)
{
    std::set<int> generatedSequence;
    while (generatedSequence.size() < n) //size() for set is O(1) if I'm not mistaken
        generatedSequence.insert(getRandNum(limit));
    return generatedSequence;
}

int main()
{
    Random r;
    auto sequence = r.getRandSequence(1000, 10);
    std::cout << "Seq;uence: "  << std::endl;
    for (int number : sequence)
        std::cout << number << std::endl;
    std::cout << "End" << std::endl;

    return 0;
}

Ideone demo.

顺便说一下，random_device创建是昂贵的，但据我记忆，uniform_int_distribution创建并非如此。所以这可能更有效：

std::set<int> Random::getRandSequence(int limit, int n)
{
    std::uniform_int_distribution<int> uiniformDistribution(0, limit);
    std::set<int> generatedSequence;
    while (generatedSequence.size() < n)
        generatedSequence.insert(uiniformDistribution(rng));
    return generatedSequence;
}

此外，当您获得统一分发然后将% limit应用于它时，您将无法再获得统一分发。

Answer 3

std::random_device rd; // obtain a random number from hardware
std::mt19937 eng(rd()); // seed the generator
std::uniform_int_distribution<> distr(0, 1500); // define the range

for(int a=0; a<limit; a++){
    cout << distr(eng);  //draw random nubmer

在C ++ 11中绘制n个随机值的优雅方法？

3 个答案: