Question

让我们假设：

List<element>哪个元素是：

public class Element(){
   int Weight {get;set;}
}

我想要实现的是，按重量随机选择一个元素。例如：

Element_1.Weight = 100;
Element_2.Weight = 50;
Element_3.Weight = 200;

所以

选择Element_1的机会是100 /（100 + 50 + 200）= 28.57％
选择Element_2的机会是50 /（100 + 50 + 200）= 14.29％
选择Element_3的机会是200 /（100 + 50 + 200）= 57.14％

我知道我可以创建循环，计算总数等...

我想学习的是，Linq在一行（或尽可能短）中做到这一点的最好方法，谢谢。

更新

我在下面找到了答案。我学到的第一件事是： Linq不是魔术，它比设计良好的循环慢。

所以我的问题就是按重量找到一个随机元素，（尽可能短的东西：）

Answer 1

// assuming rnd is an already instantiated instance of the Random class
var max = list.Sum(y => y.Weight);
var rand = rnd.Next(max);
var res = list
    .FirstOrDefault(x => rand >= (max -= x.Weight));

Answer 2

如果你想要通用版本（对于使用（单例）随机化帮助器很有用，请考虑是否需要一个常量种子）

用法：

randomizer.GetRandomItem(items, x => x.Weight)

代码：

public T GetRandomItem<T>(IEnumerable<T> itemsEnumerable, Func<T, int> weightKey)
{
    var items = itemsEnumerable.ToList();

    var totalWeight = items.Sum(x => weightKey(x));
    var randomWeightedIndex = _random.Next(totalWeight);
    var itemWeightedIndex = 0;
    foreach(var item in items)
    {
        itemWeightedIndex += weightKey(item);
        if(randomWeightedIndex < itemWeightedIndex)
            return item;
    }
    throw new ArgumentException("Collection count and weights must be greater than 0");
}

Answer 3

这是一个预先计算的快速解决方案。预计算需要O(n)，搜索O(log(n))。

预先计算：

int[] lookup=new int[elements.Length];
lookup[0]=elements[0].Weight-1;
for(int i=1;i<lookup.Length;i++)
{
  lookup[i]=lookup[i-1]+elements[i].Weight;
}

生成：

int total=lookup[lookup.Length-1];
int chosen=random.GetNext(total);
int index=Array.BinarySearch(lookup,chosen);
if(index<0)
  index=~index;
return elements[index];

但如果列表在每次搜索之间发生变化，您可以使用简单的O(n)线性搜索：

int total=elements.Sum(e=>e.Weight);
int chosen=random.GetNext(total);
int runningSum=0;
foreach(var element in elements)
{
  runningSum+=element.Weight;
  if(chosen<runningSum)
    return element;
}

Answer 4

这可行：

int weightsSum = list.Sum(element => element.Weight);
int start = 1;
var partitions = list.Select(element => 
                 { 
                   var oldStart = start;
                   start += element.Weight;
                   return new { Element = element, End = oldStart + element.Weight - 1};
                 });

var randomWeight = random.Next(weightsSum);
var randomElement = partitions.First(partition => (partition.End > randomWeight)).
                               Select(partition => partition.Element);

基本上，对于每个元素，使用结束权重创建分区。在您的示例中，Element1将与（1 - > 100）相关联，Element2与（101 - > 151）相关联，依此类推......

然后计算随机加权和，我们寻找与之相关的范围。

您还可以计算方法组中的总和，但这会引入另一个副作用......

请注意，我并不是说这是优雅或快速的。但它确实使用了linq（不是一行......）

什么是最简洁的方法来在c＃中按重量选择随机元素？

4 个答案: