Java - 从 HashMap 中选择一个随机值，但分配的整数最大

Question

我想从 HashMap 中选择一个随机值，但它必须具有分配给它的最高值。 例如，我想从这个列表中随机选择一个人，但前提是他们每个人的“票”最多。 示例：

• 约翰 - 10
• 亚历克斯 - 10
• 大卫 - 5
• 艾伦 - 10

从这个列表中，我想随机选择一个拥有最多“票”的人。所以在这种情况下，它将来自 John、Alex 或 Alan。

到目前为止，我有这个：

HashMap<UUID, Integer> tickets = new HashMap<UUID, Integer>();

在上面的例子中，UUID 是人名，而 Integer 是他们的门票金额。

Answer 1

您将需要Map<Integer, List<UUID>> 类型的地图。使用SortedMap<K, V>，默认情况下，您的密钥将按其自然顺序排序。由于您使用 Integer 作为键，因此不需要任何特殊逻辑来强制排序。

然后你只需要生成一个介于 0 和 list.size() - 1 之间的随机数，用于映射中的最高键。要获得最高密钥，您需要从地图的keySet 构造一个TreeSet<T> 实例。然后您可以使用last() 获取最高密钥，然后您可以检索该密钥的 UUID 列表。

您可以像这样轻松创建排序地图：

Map<Integer, List<UUID>> map = new SortedMap<>();

然后你只需要像这样从你的keySet 创建一个TreeSet<Integer> 实例：

TreeSet<Integer> sortedKeySet = new TreeSet<>(map.keySet());

之后，您可以获得最高的密钥，以及相关的 UUID 列表，如下所示：

Integer highestKey = sortedKeySet.last();
List<UUID> usersWithHigestKey = map.get(highestKey);

那么你只需要在0和usersWithHighestKey.size()（不包括）之间生成一个随机数，就可以得到一个价值最高的随机用户。

Answer 2

一个简单的解决方案是构建一个新数组，该数组只包含等于一个人拥有的最大“票”数量的元素。然后使用随机数生成器从该数组中选择一个元素（通过随机生成一个介于 0 和 list.length-1 之间的数字）

Answer 3

如果您使用的是 Java 8，则可以使用流和 lambda 来解决问题：

private static final Random R = new Random();

public static String getRandomMax(HashMap<String, Integer> data)
{
    if ((null == data) || data.isEmpty()) {
        return (null);
    }

    int max = data.values().stream().max(Integer::max).get();

    Predicate<String> reducer = name -> { return (data.get(name) == max); };

    List<String> names = data.keySet()
                             .stream()
                             .filter(reducer)
                             .collect(Collectors.toList());

    if (1 == names.size()) {
        return (names.get(0));
    }
    int idx = R.nextInt(names.size());
    return (names.get(idx));
}

Answer 4

您的问题可以通过Reservoir Sampling algorithm 解决。您可以遍历具有最高票号的行并使用概率 1/n 选择当前项目，其中 n 是您之前迭代的项目数，因此您选择第一个，因为它是 1/1 = 100%，但您继续迭代，那么你有 1/2=50% 的概率选择第二个，覆盖你之前的那个（第一个或第二个），然后你有 1/3 的机会选择第三个，依此类推。

但是您混合了一些行，一些具有最大值，另一些具有较低的值，一开始您不知道最大值是多少，但您可以在单个循环中计算它。

伪代码：

n = 0;
max = -1;
uuid = null;

for (k, v: entries) {
  if (v > max) {
    // Reset to new max, we pick that one, prob = 1/1 = 100%
    // Previous work is useless as the value of max was not the real max
    max = v;
    n = 1;
    uuid = k;
  } else if (v == max) {
    // This item's value is equal to current max so there is a chance we pick it
    // We pick this with prob 1/n
    n = n + 1;
    if (randomFloatFrom0To1() < 1/n) {
      uuid = k;
    }
  } else {
    // This sample is not interesting
  }
}
//uuid at this point should be random among the ones with v = max

我认为这就是您所需要的。单循环，O(n)

输入可以是映射或任何其他键/值对序列。

randomFloatFrom0To1() 可以在 java 中实现为：

java.util.Random r = new java.util.Random();
// ...
r.nextFloat() // <-- This returns random float between 0 and 1

你也可以使用随机整数：

if (r.nextInteger(n) == 0) { // <-- Same probability, 1/n
  //...