【问题标题】：Shuffle a list of strings in C++随机播放 C++ 中的字符串列表
【发布时间】：2020-11-23 20:06:50
【问题描述】：

我尝试随机播放以下字符串列表：

list<string> l({"10000007", "1", "4", "5", "7", "12", "23", "25", "26", "27", "30", "31", "32", "44", "46", "47", "59", "65", "91"})

我所有的尝试都失败了。这是我最好的尝试之一。

试试 1

基本上我从这个回答Randomize a std::list<std::string>复制过来

#include <iostream>
#include <functional>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <list>
#include <vector>
#include <random>
#include <numeric>

int main() {
    std::list<std::string> l({"10000007", "1", "4", "5", "7", "12", "23", "25", "26", "27", "30", "31", "32", "44", "46", "47", "59", "65", "91"});
    std::vector<std::reference_wrapper<std::string>> v(l.cbegin(), l.cend());
    std::random_device rd;
    std::mt19937 generator(rd());
    std::shuffle(v.begin(), v.end(), generator);
    std::cout << "Original list:\n";
    std::copy(l.cbegin(), l.cend(), std::ostream_iterator<std::string>(std::cout, " "));
    std::cout << "\nShuffled view:\n";
    std::copy(v.cbegin(), v.cend(), std::ostream_iterator<std::string>(std::cout, " "));
}

我有这个错误跟踪：

In file included from /usr/include/c++/7/vector:62:0,
                 from /usr/include/c++/7/functional:61,
                 from prueba.cpp:2:
/usr/include/c++/7/bits/stl_construct.h: In instantiation of ‘void std::_Construct(_T1*, _Args&& ...) [with _T1 = std::reference_wrapper<std::__cxx11::basic_string<char> >; _Args = {const std::__cxx11::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >&}]’:
/usr/include/c++/7/bits/stl_uninitialized.h:83:18:   required from ‘static _ForwardIterator std::__uninitialized_copy<_TrivialValueTypes>::__uninit_copy(_InputIterator, _InputIterator, _ForwardIterator) [with _InputIterator = std::_List_const_iterator<std::__cxx11::basic_string<char> >; _ForwardIterator = std::reference_wrapper<std::__cxx11::basic_string<char> >*; bool _TrivialValueTypes = false]’
/usr/include/c++/7/bits/stl_uninitialized.h:134:15:   required from ‘_ForwardIterator std::uninitialized_copy(_InputIterator, _InputIterator, _ForwardIterator) [with _InputIterator = std::_List_const_iterator<std::__cxx11::basic_string<char> >; _ForwardIterator = std::reference_wrapper<std::__cxx11::basic_string<char> >*]’
/usr/include/c++/7/bits/stl_uninitialized.h:289:37:   required from ‘_ForwardIterator std::__uninitialized_copy_a(_InputIterator, _InputIterator, _ForwardIterator, std::allocator<_Tp>&) [with _InputIterator = std::_List_const_iterator<std::__cxx11::basic_string<char> >; _ForwardIterator = std::reference_wrapper<std::__cxx11::basic_string<char> >*; _Tp = std::reference_wrapper<std::__cxx11::basic_string<char> >]’
/usr/include/c++/7/bits/stl_vector.h:1331:33:   required from ‘void std::vector<_Tp, _Alloc>::_M_range_initialize(_ForwardIterator, _ForwardIterator, std::forward_iterator_tag) [with _ForwardIterator = std::_List_const_iterator<std::__cxx11::basic_string<char> >; _Tp = std::reference_wrapper<std::__cxx11::basic_string<char> >; _Alloc = std::allocator<std::reference_wrapper<std::__cxx11::basic_string<char> > >]’
/usr/include/c++/7/bits/stl_vector.h:1299:23:   required from ‘void std::vector<_Tp, _Alloc>::_M_initialize_dispatch(_InputIterator, _InputIterator, std::__false_type) [with _InputIterator = std::_List_const_iterator<std::__cxx11::basic_string<char> >; _Tp = std::reference_wrapper<std::__cxx11::basic_string<char> >; _Alloc = std::allocator<std::reference_wrapper<std::__cxx11::basic_string<char> > >]’
/usr/include/c++/7/bits/stl_vector.h:414:26:   required from ‘std::vector<_Tp, _Alloc>::vector(_InputIterator, _InputIterator, const allocator_type&) [with _InputIterator = std::_List_const_iterator<std::__cxx11::basic_string<char> >; <template-parameter-2-2> = void; _Tp = std::reference_wrapper<std::__cxx11::basic_string<char> >; _Alloc = std::allocator<std::reference_wrapper<std::__cxx11::basic_string<char> > >; std::vector<_Tp, _Alloc>::allocator_type = std::allocator<std::reference_wrapper<std::__cxx11::basic_string<char> > >]’
prueba.cpp:13:76:   required from here
/usr/include/c++/7/bits/stl_construct.h:75:7: error: binding reference of type ‘std::__cxx11::basic_string<char>&’ to ‘const std::__cxx11::basic_string<char>’ discards qualifiers
     { ::new(static_cast<void*>(__p)) _T1(std::forward<_Args>(__args)...); }
       ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
In file included from /usr/include/c++/7/bits/std_function.h:44:0,
                 from /usr/include/c++/7/functional:58,
                 from prueba.cpp:2:
/usr/include/c++/7/bits/refwrap.h:334:7: note:   initializing argument 1 of ‘std::reference_wrapper<_Tp>::reference_wrapper(_Tp&) [with _Tp = std::__cxx11::basic_string<char>]’
       reference_wrapper(_Tp& __indata) noexcept
       ^~~~~~~~~~~~~~~~~

我试图理解 reference_wrapper 在这个例子中做了什么，但没有成功。

其他尝试

我对 classical 组合的所有尝试也都失败了...random_engine、shuffle 和 srand 的跟踪错误有数千行。

为什么不转换成整数？

在我的原始代码中，有两个 .json 文件，json 始终具有字符串格式的键。我知道我可以将字符串列表转换为整数列表，但问题是我正在创建算法并且有：

2000 个列表
算法中的 2000 次迭代
您必须在每次迭代（字符串到 int、int 到字符串...）进行多次这种转换

所以我认为这个选项在计算上会非常昂贵。

提前致谢。

【问题讨论】：

标签： c++ string list random shuffle

【解决方案1】：

在这一行：

std::vector<std::reference_wrapper<std::string>> v(l.cbegin(), l.cend());

您正在使用const_iterators 构造向量，这会在从const std::string 构造reference_wrapper<std::string>s 时导致类型不匹配错误。

相反，您需要非常量迭代器，如下所示：

std::vector<std::reference_wrapper<std::string>> v(l.begin(), l.end());

这是demo。

【讨论】：

【解决方案2】：

cbegin() 成员函数返回一个 const_iterator，当取消引用它时返回一个 const std::string&。

将vector 的创建更改为：

std::vector<std::reference_wrapper<const std::string>> v(l.cbegin(), l.cend());

Demo

【讨论】：

【解决方案3】：

我首先会质疑使用std::list 的用途/需要。在这种情况下，您似乎只使用list 来初始化vector。既然如此，还不如直接初始化使用vector：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <list>
#include <vector>
#include <random>
#include <numeric>

int main() {
    std::vector<std::string> v({"10000007", "1", "4", "5", "7", "12", "23", "25", "26", "27", "30", "31", "32", "44", "46", "47", "59", "65", "91"});
    std::random_device rd;

    std::cout << "Original list:\n";
    std::copy(v.cbegin(), v.cend(), std::ostream_iterator<std::string>(std::cout, " "));

    std::mt19937 generator(rd());
    std::shuffle(v.begin(), v.end(), generator);

    std::cout << "\nShuffled view:\n";
    std::copy(v.cbegin(), v.cend(), std::ostream_iterator<std::string>(std::cout, " "));

    std::cout << "\n";    
}

如果你真的坚持使用列表，你可以去掉引用包装器，它会起作用：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <list>
#include <vector>
#include <random>
#include <numeric>

int main() {
    std::list<std::string> l({"10000007", "1", "4", "5", "7", "12", "23", "25", "26", "27", "30", "31", "32", "44", "46", "47", "59", "65", "91"});
    std::vector<std::string> v(l.cbegin(), l.cend());
    std::random_device rd;
    std::mt19937 generator(rd());
    std::shuffle(v.begin(), v.end(), generator);
    std::cout << "Original list:\n";
    std::copy(l.cbegin(), l.cend(), std::ostream_iterator<std::string>(std::cout, " "));
    std::cout << "\nShuffled view:\n";
    std::copy(v.cbegin(), v.cend(), std::ostream_iterator<std::string>(std::cout, " "));
}

...但我看不出有什么意义。

就存储整数与字符串的成本而言：只要您使用的是相对较新的编译器，因此其（库的）std::string 实现具有短字符串优化，两者之间可能没有太大区别二。如果您（可能）需要支持缺乏短字符串优化的旧版编译器，这会大大增加您转换和存储 ints 而不是存储字符串的机会。

问题很简单：如果没有短字符串优化，每个字符串都会分配一个堆来存储实际数据。该堆分配可能很容易比与 int 相互转换要慢（但您需要进行测试才能确定）。

对于那些真正关心速度的人来说，理想的情况可能是对整个 json 文件进行内存映射，然后为您关心的值创建 string_view 对象。然后，您可以打乱string_view 对象，并按照您认为合适的方式将它们打印出来（或其他任何内容）——但所有这些都只包含指向原始数据的指针，因此您不会全部复制基础数据。

【讨论】：