可以生成一个随机字符串，其中的字符频率是固定的吗？

Question

我正在尝试生成随机字符串，每个字符的出现次数是固定的。例如-G（字符串中的一个字符），不能出现超过4次，S，不能超过2次等等。我的代码能够生成字符串，但不是字符频率的问题。

有什么办法可以解决这个问题吗？任何帮助将不胜感激。

我目前的代码如下：

    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>

    //The basic function here is like (rand() % range)+ Lower_bound
    int rand_int(int a,int b)
    {    
    if (a > b)  

        return((rand() % (a-b+1)) + b);    
    else if (b > a)        
        return((rand() % (b-a+1)) + a);    
    else        
       return a;
   } 
     int main()
 { 

   FILE *fptr;
   fptr=fopen("C:\\Users\\Desktop\\dataset.txt","w");    
   int a,b,r,i,j,k;    
   char res;    
    a = 65;    
    b = 90;    
    k = 0;    
    char str[] =     "ITLDGGCSSHLPLRCSVDSGCPGLRAGSVSCLPHGSIREGMECSRRHGVGIMGDRRDGSRDS";  //working string     
   char str_all[] = "ITLDGGCSSHLPLRCSVDSGCPGLRAGSVSCLPHGSIREGMECSRRHGVGIMGDRRDGSRDS";    
   char subs[] = "ACDEGHILMPRSTV";    //
   fprintf(fptr,"%s",str);
   fprintf(fptr,"%s","\n");

// value of j represents the number of strings to be displayed    
for(j=0 ; j<10000 ; j++)    
{      
     // getting all the sequence strings      
     // for changing the string at all positions      
      for(i=0 ; i<62 ; i++)      
      {            
         r = rand_int(a,b);        
         res = (char)r;        
         str_all[i] = res;      
      }

   // substituting all the not required characters with required ones      
      for(i=0 ; i<62 ; i++)      
      {      
         if(str_all[i] == 'B' || str_all[i] == 'F' || str_all[i] == 'J' || str_all[i] == 'K' || str_all[i] == 'N' || str_all[i] == 'O' || str_all[i] == 'Q' || str_all[i] == 'U' || str_all[i] == 'W' || str_all[i] == 'X' || str_all[i] == 'Y' || str_all[i] == 'Z')
         {      
           str_all[i] = subs[k++];      
         }      
         if(k>13)        
            k=0;   
      } 
      //printf("\nModified String for all string positions \n%s",str_all);  
        fprintf(fptr,"%s",str_all);
         fprintf(fptr,"%s","\n");
   }  
fclose(fptr);  
return 0;
}

Answer 1

您可以简单地使用可用字符创建一个固定（恒定）字符串，然后在每次需要随机字符串时随机播放它的副本。有关如何在 C 中打乱数组，请参见此处：Shuffle array in C

Answer 2

您可以使用Fisher Yates shuffle。将所有允许的字符放入一个数组中。假设您只允许使用 4 个 G 和 2 个 S，没有别的。你的数组会像这样开始：

char array[] = { 'G', 'G', 'G', 'G', 'S', 'S' };

然后您应用 Fisher Yates 洗牌。 Fisher Yates shuffle 从数组中选择一个随机元素并将其与最后一个元素交换。然后它从除了最后一个元素之外的所有元素中选择一个随机元素，并将它与最后一个元素交换。然后它从除了最后两个元素之外的所有元素中选择一个随机元素，并将它与最后两个元素交换，依此类推，直到您仅从第一个元素中选择一个“随机”元素。

类似这样的：

for (int i = 0 ; i < N_ELEMENTS - 1 ; i++)
{
    int ceiling = N_ELEMENTS - i;
    int choice = arc4random_uniform(ceiling);
    char tmp = array[ceiling - 1];
    array[ceiling - 1] = array[choice];
    array[choice] = tmp;
}

使用上述内容需要您自担风险，因为它没有经过测试甚至编译。

我使用arc4random_uniform 是因为简单地取随机数的模数来获得较小范围内的随机数会扭曲结果。 arc4random_uniform 没有这个问题。