高效：固定范围内的随机数，不重复答案

【问题标题】：Efficiently: Random numbers in fixed range without repetitions高效：固定范围内的随机数，不重复
【发布时间】：2011-03-27 16:31:00
【问题描述】：

大家好，我知道有一百万个关于随机数的问题，但正是因为如此，我搜索了很多，但我找不到与我的类似的东西 - 没有暗示它不存在。无论如何，如果我重复一个问题，请原谅我，如果是这样的话，请指出我。

所以，我想以最有效的方式做一些简单的事情。

我想随机生成[0, N]范围内的所有N整数，一个接一个，这样就没有重复了。

我知道，我可以通过在 list 中插入所有内容、随机播放、获取头部然后从列表中删除头部来做到这一点。但随后我会将我的长度列表改组N、N-1 次。

有更好/更快的想法吗？

【问题讨论】：

从技术上讲（或者我猜是理想情况），随机播放一次就像随机播放 N-1 次一样，不是吗？
什么语言？有些语言为此提供了 lib 函数。

标签： oop random performance

【解决方案1】：

您可以只进行一次随机播放，然后逐步浏览列表。

我推荐Fisher-Yates shuffle。

【讨论】：

【解决方案2】：

这个问题已被问过几次，每次给出的正确答案都是随机排列一个数组（原始数组或索引数组），但是如果数字可能的索引非常大（要么是巨大的，要么是内存紧张，或者你只是出于某种原因渴望最大的效率）。

因此，为了完整起见，我想添加一个替代方案。现在，这并不是真正随机的，所以如果这是您需要的，那么不要使用它，但是，如果您的目标只是“足够好”且内存要求最低，那么下面的伪代码可能感兴趣：

function init:
    start = random [0, length)      // Pick a fully random starting index
    stride = random [1, length - 1) // Pick a random step size
    next_index = start

function advance_next_index:
    next_index = (next_index + stride) % length
    if next_index is equal to start then
        start = (start + 1) % length
        next_index = start

这是一个示例，说明如何实现一个可重用的函数来获取伪随机值：

counter = length
function pseudo_random:
    counter = counter + 1
    if counter is equal to length then
        init()
        counter = 0
    advance_next_index()
    return next_index

很简单，pseudo_random 将在每个length 迭代中调用一次init，从而重新洗牌由advance_next_index 产生的结果的“随机”模式，并确保对于每个length 值没有单个重复。

重申；这不是一个特别随机的算法，因此它不得用于需要真正随机性的情况。然而，对于一些基本的、非关键的任务，结果是足够随机的，而且它的内存占用很小。例如，如果您只想随机化游戏中的某些行为以避免重复，或者数据集很大并且从未暴露给用户（在这种情况下它实际上是随机的），这将需要很长时间拼凑订单并以某种方式利用它。

如果有人知道任何具有相似属性的更好算法，请分享！

【讨论】：