洗牌算法

所謂的洗牌算法，大概意思就是將一組數隨機打亂，說到隨機，很容易就想到C裏面的rand函數,en...說到這個函數，看看該函數如何使用

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	srand(time(NULL));
	for(int i=1;i <= 10;++i)
	{
		printf("%d\r\n",rand());
	}
	return 0;
}

這裏我打印了10個數，可以快速的運行幾組程序，其實可以發現每組程序出來的結果會很接近或者相似，爲啥呢，可以跟進去看看源碼

// Seeds the random number generator with the provided integer.
extern "C" void __cdecl srand(unsigned int const seed)
{
    __acrt_getptd()->_rand_state = seed;
}



// Returns a pseudorandom number in the range [0,32767].
extern "C" int __cdecl rand()
{
    __acrt_ptd* const ptd = __acrt_getptd();

    ptd->_rand_state = ptd->_rand_state * 214013 + 2531011;
    return (ptd->_rand_state >> 16) & RAND_MAX;
}

可以看出，其算法之簡陋，其代碼中的_rand_state也就是種子,所以當srand傳人一個固定值的話，每次隨機出來的值也會一樣。我們使用時間當種子，當快速運行幾組程序後，其結果當然也會近似。所以在一些重要的工作場合中，要慎用rand函數隨機，畢竟可能可以預測哦。

這裏的話扯遠了，我們學習就先用這個rand函數吧，那麼洗牌中的打亂問題我們可以解決了，下面解決下一個問題，當隨機出來一個數後，我們必然要保證這個隨機數不能重複出現，畢竟牌值是唯一的。

很容易想到一種方案，那就是遇到重複就重新在隨機一個，en，那麼當範圍值很大的話，可以考慮下可行不？

假設打亂十萬個數，這個時候，越到後面，或者說還剩餘一兩個數的時候，那麼太困難了，雖然可能最後可能可以實現，不過時間成本太大，無限猴子定理，哈哈。

所以換種思路，上面的思路根本原因是沒有把隨機的範圍給縮小，如何縮小，直接把篩選出來的數扔出去唄，重新在這個範圍內選擇，即可以確保其不會重複，也會縮小範圍，大概的算法思想是這樣，具體看下面分析

假設數組有10個元素，其元素值依次爲1 ~ 10，這裏的話因爲涉及到縮小範圍，所以我們需要的是隨機下標值，如下：

那麼我們隨機的範圍就是[0,9],假設我們隨機出來的是5，那麼我們只需將5下標對應的數值6和10進行交換，再將其end指針往前挪一位即可

後面我們的隨機範圍就變成了[0,8],假設此時隨機出來爲3，那麼變換後結果如下：

後面的步驟就不多說了，重複即可。

參考代碼：

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	srand(time(NULL));
	
	int nArr[10] = {0};
	int nLen = sizeof(nArr)/sizeof(int);
	int nEnd = nLen;
	
	for(int i=0;i < nLen;++i)
	{
		nArr[i] = i + 1;
	}
	//洗牌算法核心 
	while(nEnd)
	{
		int index = rand() % nEnd; //隨機出來[0,nEnd-1]
		--nEnd;//縮小範圍 
		if(index != nEnd)
		{//交換 
			nArr[index] ^= nArr[nEnd];
			nArr[nEnd] ^= nArr[index];
			nArr[index] ^= nArr[nEnd];
		}
	}
	
	printf("洗牌後結果: \r\n");
	for(int i=0;i < nLen;++i)
	{
		printf("%d ",nArr[i]);
	}
	printf("\r\n");
	return 0;
}

測試結果如下：