非重複隨機序列的高效生成（C語言）

非重複隨機序列的高效生成（C語言）

• 問題描述
• 思想+程序

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項目	下屬項目	測試用例數量
問題描述	無	0
思想+程序	無	1

問題描述

1. 有一個長度爲N的序列，現在要你把它全部打亂順序，生成一個隨機的序列

思想+程序

思路1：

1. 生成隨機數，要交換的序號=隨機數%長度
2. 判斷要交換的序號是否已經被交換過，若交換過則跳回步驟1重新生成隨機數，若沒有交換過則交換後再跳回步驟1，直至所有的序號都被交換過

思路2：

1. 第 i 次（i 從0開始且每次遞增1）生成隨機數，要交換的序號=隨機數%（長度- i )
2. 交換序號 i 和 步驟1中“要交換的序號”，直至 i 遞增到了序列末尾

通常情況下我們會想到思路1，但當N非常大時，生成的隨機數%長度 得到的序號很有可能是已經交換過的序號，導致效率很低。
而思路2通過巧妙的固定規律交換，即序號 i 是有規律遞增的，而另一個要交換的序號是序列中序號 i 之後的任意一個隨機序號，同樣實現了隨機性，且保證了時間複雜度爲O（n），十分高效！
同樣是交換，祕訣在於交換的法則。

我們用C語言實現了思路2
程序參考以下代碼：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define N 10

void swap(int *a, int i, int j)
{
    int tmp = a[i];
    a[i] = a[j];
    a[j] = tmp;
}

void main()
{
    int i = 0;
    int a[N] = { 0 };
    for (i = 0; i < N; i++)
        a[i] = i + 1;
    for (i = 0; i < N; i++)//交換a[i]和a[i]後面的隨機序號
        swap(a, i, i + rand() % (N - i));
    for (i = 0; i < N; i++)
        printf("%d ", a[i]);
    system("pause");
}

可以看到代碼部分也十分簡潔1

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1. 問題源於一次面試，同時感謝前輩的點撥. ↩