第一个解决方案： O（log n）时间/ O（1）在空间中（不均匀！）

Question

如何在std::set中选择随机元素？

我天真地尝试过这个：

int GetSample(const std::set<int>& s) {
  double r = rand() % s.size();
  return *(s.begin() + r); // compile error
}

但是operator+不允许这样做。

Answer 1

您可以使用std::advance方法。

#include <set>
#include <algorithm>

int main() {
  using namespace std;
  // generate a set...
  set<int> s;
  for( int i = 0; i != 10; ++i ) s.insert(i);

  set<int>::const_iterator it(s.begin());

  // 'advance' the iterator 5 times
  advance(it,5);
}

Answer 2

如果随机访问很重要，并且您可以使用O（N）平均插入次数，那么this paper中给出的解决方法可能很方便。

主要思想是使用排序向量，然后查找函数std::lower_bound。这样，查找采用O（log N）就像在普通集中一样。此外，（随机）插入需要O（N），因为所有后续元素必须像正常向量一样被移位（并且可能执行重新分配）。但是，后面的插入是不变的（重新分配除外。您可以通过调用具有足够大存储空间的reserve()来避免这种情况）。

最后，问题的要点：随机访问是O（1）。只需从i中的统一分布中抽取一个随机数[0, V.size()-1]，然后返回相应的元素V[i]。

这是本文的代码基础，它实现了这个有序向量。根据需要进行扩展：

template <class T, class Compare = std::less<T> >
struct sorted_vector {
 using std::vector;
 using std::lower_bound;
 vector<T> V;
 Compare cmp; 
 typedef typename vector<T>::iterator iterator;
 typedef typename vector<T>::const_iterator const_iterator;
 iterator begin() { return V.begin(); }
 iterator end() { return V.end(); }
 const_iterator begin() const { return V.begin(); }
 const_iterator end() const { return V.end(); }

 //...if needed, implement more by yourself

 sorted_vector(const Compare& c = Compare()) : V(), cmp(c) {}
 template <class InputIterator>
 sorted_vector(InputIterator first, InputIterator last, Const Compare& c = Compare())
 : V(first, last), cmp(c)
 {
 std::sort(begin(), end(), cmp);
 }

 //...

 iterator insert(const T& t) {
     iterator i = lower_bound(begin(), end(), t, cmp);
     if (i == end() || cmp(t, *i))
        V.insert(i, t);
      return i;
 }
 const_iterator find(const T& t) const {
     const_iterator i = lower_bound(begin(), end(), t, cmp);
      return i == end() || cmp(t, *i) ? end() : i;
 }
};

对于更复杂的实现，您可能还会考虑this page。

编辑：或者甚至更好，使用boost::container::flat_set，它使用上面的想法实现集合，即作为有序向量。

Answer 3

第一个解决方案： O（log n）时间/ O（1）在空间中（不均匀！）

在上面的评论中假设，它可以在 O（log（n））（对于std::advance的vs O（n））中完成一个向量（使用 O（n）更多空间）使用我描述的方法here。

基本上，你：

检查该集合是否为空（如果是，则没有希望）
生成随机值
如果已经返回，则将其插入
在其上获取一个迭代器it
在最后*(it++)获取随机元素*(set.begin())或it
在删除您插入的元素之前不返回

n.b：正如 Aaron 指出的那样，元素不会随机选择统一。您需要使用与集合中的元素相同的分布来构建随机元素，以接近统一轮询。

第二种解决方案： O（1）时间/ O（n）空间（均匀）

davidhigh 已经给出了带矢量的解决方案，但是有一个问题，因为当你弹出你的堆栈的一个元素时，你将不得不在< em> O（n）或者您可以在每次要检索随机元素时重建矢量，但也可以 O（n）。

要避免此问题并将插入/删除保留到 O（log n），您可以保留std::unordered_set并使用similar method来获取第一个解决方案 O（1）中的随机元素。

p.s：如果你的元素很大，你可以使用一组无序的指针（带有修改的hasher）来节省一些内存。

Answer 4

int GetSample(const std::set<int>& s) {
  double r = rand() % s.size();
  std::set<int>::iterator it = s.begin();
  for (; r != 0; r--) it++;
  return *it;
}

会是这样做的一种方式，虽然不是很漂亮;

Answer 5

要从集合中获取随机元素，请首先使用rand（）函数获取一个随机数，然后根据集合大小获取一个模数（％），以使我们的迭代器不会超出范围。现在，要获得随机元素，只需对idx = rand（）％s.size（）进行迭代次数即可获得随机元素。这种方法中每个元素都有相同的发生概率。

// making set
unordered_set<int> s;
s.insert(1);
s.insert(2);
s.insert(3);
s.insert(4);

// logic
int idx = rand()%s.size();
auto it = s.begin();
for (int i = 0; i < idx; i++)
{
    it++;
}
return *it;

Answer 6

C ++ 17 $query = 'SELECT * FROM user WHERE 1 = 1 '; if(!empty($serviceNumber) ) { $query .= ' and serviceNumber = ? '; $params[] = $serviceNumber; } if(!empty($name)) { $query .= ' and userName = ? '; $params[] = $name; } if(!empty($status)) { $query .= ' and status = ? '; $params[] =$status; } if(!empty($params)) { $sth->execute($params); $dbh->prepare($query); $result= mysqli_query($dbcon,$sth); if(!$result ) { die('Could not get data: ' . mysqli_error()); } } else { echo 'Missing Values'; }

这将是一种方便的，但效率不高的（O（n））方法：

std::sample

但我认为，为了提高效率，您只需复制到另一种类型的结构：How to select a random element in std::set in less than O(n) time?

如何在std :: set中选择一个随机元素？

6 个答案:

第一个解决方案： O（log n）时间/ O（1）在空间中（不均匀！）

第二种解决方案： O（1）时间/ O（n）空间（均匀）