考虑重复在数组中存储随机值答案

【问题标题】：storing random values in arrays considering duplicates考虑重复在数组中存储随机值
【发布时间】：2011-02-15 09:46:45
【问题描述】：

这是this post 的新版本，以便将编程问题与概率问题隔离开来。

我想存储一些例如数组中 25 个随机生成的 1 到 365 之间的数字。但我需要跟踪重复项。以下是我的想法：

创建 4 个数组：一个主数组，一个用于 2 个副本的数组，一个用于 3 个副本的数组和一个用于 3 个以上副本的数组
将每个生成的数字一一添加到主数组中。但在这样做之前，请遍历数组以查看它是否已经存在。如果是这样，将其添加到第二个数组中，但在此之前重复上述过程，依此类推

在过程结束时，我可以计算每个数组中的非空值，以了解我有多少个唯一数字，有多少个出现两次等

这似乎不是一个非常有效的算法。有什么改进的建议吗？

我建议的方法可以被认为是大 O(n)，即线性吗？

【问题讨论】：

您能否详细说明“跟踪重复项”？您想从这些数据中提取什么信息？
例如。您是否在估计两个随机的人共享同一生日的概率？
@Blorgbeard，我已经改写了这篇文章。我将在 1 和 365 之间生成 25 个随机数。我需要跟踪生成的任何数字的两倍或三倍或更多。当然，我不会总是得到重复，甚至更不可能重复三次，但我可能......所以我想捕获/计算此类事件
您需要保留生成数字的顺序吗？
我也相信你的算法在技术上是 O(1)，但效率很低。由于最多有 365/6 个不同的生日，因此每个数组的最大大小为 365 个元素。遍历一个恒定大小的数组是 O(1)，因为它不依赖于生成的生日数。但这并不意味着它很快。如果你知道你总是会生成

标签： java arrays algorithm

【解决方案1】：

为什么要使用数组？ HashMap 或其他映射结构似乎更有意义。以下是我的做法。

实例化一个从生日到整数的新的空哈希映射
随机生成生日。
检查生日是否在哈希图中。如果不是，则将其添加为“1”。是的，在那个生日增加值。

现在您可以获取由哈希图中的键数生成的唯一日期数，以及有关值的重复数的任何信息。

【讨论】：

感谢您的建议。我将需要了解哈希表。在 SO 上找到了一个很好的起点：stackoverflow.com/questions/2489169/…
@All，我会接受建议计算效率最高的方法的答案。需要一些时间来评估答案。感谢您迄今为止的参与！
我自己会使用HashMap<Integer,Integer>，但如果您愿意，也可以使用Hashtable。而且我不会预先初始化任何东西，只要每次生成一个新数字时检查它是否已经在地图中。如果是，则增加其计数，如果没有，则将其插入计数 1。
@biziclop - 编辑建议使用 hashmap 而不是 hashtable；我的 Java 有点生锈了。通过initialize，我只是想实例化对象，我认为从“空”中可以清楚地看到。
@Baba - 似乎HashTable 已被弃用，您应该研究HashMap （您的链接中接受的答案涵盖了这一点）。基本上，您需要知道它是从键（此处为生日）到值（此处为出现次数）的映射。您可以通过给定键查找值，枚举所有键/值，并执行一些其他有用的操作。

【解决方案2】：

这是我认为可以解决问题的方法。

有两个数组：一个包含生日的主数组，一个包含重复次数的数组。
随机生成生日。
循环遍历主数组，看看它是否已经存在。
如果不存在，则将其添加到主数组并在相同的索引位置，将 1 存储在另一个数组中。（如果你把生日加到master[3]，把1存入number[3]）
如果它已经存在，则将一个添加到另一个数组中的相应索引。
现在您的主数组将包含生成的生日，而另一个数组中的相应索引将包含重复的次数。（master[0] 有一个日期，number[0] 有日期重复的次数）。

希望这会有所帮助。

【讨论】：

我喜欢它——简单而高效。有利于清晰的代码对家庭作业有好处（我相信这个问题是..）
@Harish，是的，这听起来比我最初的想法要好得多。感谢那！一些阵列位置可能仍然无人居住的事实有什么问题吗？ @Blogbeard，你是对的，我已经相应地更新了帖子标签
@Baba，首先用零填充你的两个数组，然后开始你的进程。这样会更容易。
@SO 人，如果你已经解决了，能否请你发布工作示例，以便进一步参考
@Deepak，这个问题没有唯一的解决方案。此处发布的所有建议都有效。有些在效率方面比其他的要好。

【解决方案3】：

在红宝石中：

birthdays = {}.tap{|h| h.default = 0}
25.times { birthdays[rand(364)+1] += 1 }

puts birthdays.keys # all the uniq birthdays
puts birthdays.inspect # all birthdays with counts

想法是使用哈希或固定大小的数组，其中键对应于生日，值是选择生日的次数

问题是你会失去生日的顺序，因为它们只是哈希/数组中的键，但如果原始顺序不重要，你总是可以通过这样做得到随机的生日序列

birthdays.keys.shuffle

【讨论】：

【解决方案4】：

根据您需要生成随机列表的次数，您可能会考虑创建所有数字的列表，然后使用shuffle sort 对它们进行置换，然后您可以从数组中拉出连续的块，这将是以随机顺序且唯一。因此，在最坏的情况下，性能将是 O（所有数字的大小）+O（所需数字的大小），最好的情况是 O（所需数字的大小）。一个例子：

private int[] numbers;
private int numberIndex=Integer.MAX_VALUE;
private void initNumbers(){
  int[] numbers = new int[365];
  for(int i=0;i<365;i++){
    numbers[i] = i+1;
  }
  shuffleSort(numbers);
  numberIndex = 0;
}

public int[] getRandom(int howMany){
  if(numberIndex > numbers.length-howMany){
    initNumbers();
  }
  int[] ret = new int[howMany];
  for(int i=0;i<howMany;i++){
    ret[i] = numbers[numberIndex++];
  }
  return ret;
}

private void shuffleSort(int[] numbers){
  Random r = new Random();
  int tmp=0, swap=0;
  for(int i=numbers.length-1;i>0;i--){
    swap = r.nextInt(i);//random number between 0 and i
    tmp = numbers[i];
    numbers[i] = numbers[swap];
    numbers[swap] = tmp;
  }
}

}

【讨论】：