使用 Random 类随机化二维数组

Question

我正在尝试随机化二维数组中的一组预定元素。

using System;

namespace array
{
    public class tiles
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Random random = new Random();
            int[,] tilearr = { { 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 }, { 6, 7, 8 } };

            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                for (int j = 0; j < 3; j++)
                {
                    Console.Write(tilearr[i, j] + " ");
                }
                Console.WriteLine();
            }

            Console.ReadLine();
        }
    }
}

我的问题是，如果我执行 tilearr[i, j] = random.Next(0, 8); 之类的操作，它会随机化数组，但不关心是否存在相同元素的任何重复项。

2 6 7
1 1 3
2 7 0

我所追求的更像是这样的：

2 4 8  1 3 0
0 3 1  5 6 8 
6 7 5, 2 4 7

Answer 1

一个简单而中肯的解决方案是列出一个可用数字列表，然后逐个位置地从列表中随机选择数字。

像这样：

var numbers = new List<int> { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };
for(int x = 0; x < 3; ++x) {
    for(int y = 0; y < 3; ++y) {
        // select a random number from the list ...
        int rand = random.Next(0, numbers.Count - 1);
        tilearr[x, y] = numbers[rand];
        // ... and remove it from the list
        numbers.RemoveAt(rand);
    }
}

Answer 2

正如用户Wai Ha Lee 在 cmets 中所述，随机播放将实现您所寻找的。我会推荐 Fisher Yates Shuffle。

public static void Shuffle<T>(Random random, T[,] array)
{
    int lengthRow = array.GetLength(1);

    for (int i = array.Length - 1; i > 0; i--)
    {
        int i0 = i / lengthRow;
        int i1 = i % lengthRow;

        int j = random.Next(i + 1);
        int j0 = j / lengthRow;
        int j1 = j % lengthRow;

        T temp = array[i0, i1];
        array[i0, i1] = array[j0, j1];
        array[j0, j1] = temp;
     }
}

我从这个answer 中检索了这个实现。

这应该像这样在你的代码中实现，

using System;

namespace array
{
    public class tiles
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Random random = new Random();
            int[,] tilearr = { { 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 }, { 6, 7, 8 } };
            Shuffle<int>(random, tilearr);

            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                for (int j = 0; j < 3; j++)
                {
                    Console.Write(tilearr[i, j] + " ");
                }
                Console.WriteLine();
            }

            Console.ReadLine();
        }
    }
}

确保将 shuffle 通用函数放在您的类中。

HERE 是我在 dotnetfiddle.net 上实现的一个示例。

Answer 3

如果从头开始生成数组，则更容易随机化一维数组，然后将其加载到二维数组中。

static int[,] GenerateArray(int size)
{
    Random r = new Random();   
    var arr = new int[size, size];
    var values = Enumerable.Range(0, size * size).OrderBy(x => r.Next()).ToArray();

    for (int i = 0; i < size; i++)
        for (int j = 0; j < size; j++)
            arr[i, j] = values[i * size + j];

    return arr;
}

Answer 4

随机化的一种方法是将二维数组展平，将其随机排列，然后根据原始尺寸重新创建。如果您想使用 Linq/Extension 方法，您可以执行以下操作

Random random = new Random();
int[,] tilearr = {{ 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 }, { 6, 7, 8 }};

var result = tilearr.OfType<int>()
       .OrderBy(x=> random.Next())
       .ChunkBy(tilearr.GetLength(1))
       .To2DArray();

其中 ChunkBy 和 To2DArray 定义为

public static class Extensions
{
    public static IEnumerable<IEnumerable<T>> ChunkBy<T>(this IEnumerable<T> source, int chunkSize) 
    {
        return source
            .Select((x, i) => new { Index = i, Value = x })
            .GroupBy(x => x.Index / chunkSize)
            .Select(x => x.Select(v => v.Value));
    }

    public static T[,] To2DArray<T>(this IEnumerable<IEnumerable<T>> source)
    {
        var data = source
            .Select(x => x.ToArray())
            .ToArray();

        var res = new T[data.Length, data.Max(x => x.Length)];
        for (var i = 0; i < data.Length; ++i)
        {
            for (var j = 0; j < data[i].Length; ++j)
            {
                res[i,j] = data[i][j];
            }
        }

        return res;
    }
}

Sample Demo