随机系列生成算法(随机数生成)
1、问题描述
给定一个正整数n,需要输出一个长度为n的数组,数组元素是随机数,范围为0 – n-1,且元素不能重复。比如 n = 3 时,需要获取一个长度为3的数组,元素范围为0-2。
2、准备
首先,让我们先构造如下函数:
[cpp] view plaincopy
- //随机数生成函数,生成[a,b]之间的一个随机数字
- //其中0<=a<b<=RAND_MAX(即2^15-1=32767)
- int random(int a,int b)
- {
- return a+rand()%(b-a+1);
- }
3、解法一
先给序列A[0...n-1]赋值,A[i]=i;(0=<i<n)。然后为每个元素A[i]赋一个优先级P[i],然后依据优先级对序列A进行排序。这里要保证序列P中没有相同的元素,所以P[i]的取值范围可以选[0,(n-1)^3]。这样就尽可能保证P中元素无重复。伪代码如下:
[cpp] view plaincopy
- n=length[A]
- for(i=0;i<n;i++)
- P[i]=random(0,n^3);
- sort A,using p as sort keys
分析:显然解法一无法准确的确保P中元素无重复,且当n较大时,n的三次方会很大,如当n=10000时,n的三次方已经超出了无符号长整形的表示范围。该算法时间复杂度依赖排序时间,且这个排序不好实现。总之,这不是一个很好的随机序列生成算法。
4、解法二
先给序列A[0...n-1]赋值,A[i]=i;(0=<i<n)。然后原地排列给定序列。代码如下:
[cpp] view plaincopy
- //产生随机序列
- void randomSequence1(int *a,int n)
- {
- int i,r,temp;
- for(i=0;i<n;i++)
- a[i]=i;
- srand(time(NULL));
- for(i=0;i<n;i++){
- r=random(i,n-1);
- //交换
- temp=a[i];
- a[i]=a[r];
- a[r]=temp;
- }
- }
分析:这个算法的时间复杂度为o(n)。
5、解法三
这是在网上看的一种高效随机生成序列算法,详细请看原文:http://www.cnblogs.com/eaglet/archive/2011/01/17/1937083.html
这里给出自己写的代码:
[cpp] view plaincopy
- //产生随机序列
- void randomSequence2(int *a,int n)
- {
- int i,end,r;
- int *q=(int *)malloc(sizeof(int)*n);
- for(i=0;i<n;i++)
- q[i]=i;
- srand(time(NULL));
- end=n-1;
- for(i=0;i<n;i++){
- r=random(0,end);
- a[i]=r;
- q[r]=q[end];
- end--;
- }
- }
6、附录
参考书籍:《算法导论》 解法三原文:http://www.cnblogs.com/eaglet/archive/2011/01/17/1937083.html
转载于:https://www.cnblogs.com/tham/p/6827184.html
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