随机生成 n 个唯一数答案

【问题标题】：Randomly generate n unique numbers随机生成 n 个唯一数
【发布时间】：2013-05-20 04:14:50
【问题描述】：

如果我想生成 0 到 999 之间的 1000 个唯一的数字，我该怎么办？
我的第一次尝试是创建一个数组 {0, 1, 2, ..., 999} 并使用std::random_shuffle 来打乱它们。但是，由于我必须在一个长循环中生成数字，比如说 O(10^7)，这种方法会占用运行时间。
有没有更好的方法来解决这个问题？

【问题讨论】：

为什么需要 10^7 才能生成 100 个数字
@aaronman 这不是 OP 所说的。他需要在一个大约运行 10^7 次的循环中生成它们。
每次使用一组不同的随机数？这样做的目的是什么，我认为如果没有更多信息我们就无法解决问题，您不会每次都生成一组不同的随机数而不遍历所有 1000 个数字。

标签： c++ random shuffle

【解决方案1】：

如果您保存包含 1000 个数字的数组，并且每次需要在循环中调用 std::random_shuffle，这实际上是您能够以您需要的方式生成 1000 个随机唯一数字的最快方式。不需要每次都重新创建数组。

你的循环是否有 O(10^7) 次迭代并不重要，因为如果你要按照你所说的那样使用这 1000 个整数，那么它已经需要 O(n) 次操作才能遍历在您使用它们时，通过这些数字中的每一个。 std::random_shuffle 时间复杂度也是 O(n) 所以它不会让你更慢。

【讨论】：

这个。生成 1000 个数字是 O(n)，而 random_shuffle 也是 O(n)，所以根据定义，你不能再低了。
渐近地，是的。但简单地读取值可能比生成它们更快。
@Elazar 好吧，从硬盘读取实际上比在内存中随机播放要慢。此外，它需要几 GB 的内存来存储所有 100 亿个数字；）
@Arthur 从硬盘读取同步可能会更慢。是的。

【解决方案2】：

您要求实现shuffle（这是您要求的准确描述），这将比标准库中的更好。这是一个很长的镜头。

但我会努力的。我会说：准备一个包含 10^7 个这样排列的文件，然后从中读取。确保以某种方式预取，否则它肯定会更慢。如果您在不同的线程中预取，它实际上可能会更快。但这只是一个疯狂的猜测。

当我想到它时，如果您可以运行多线程，则可以使用简单的生产者-消费者解决方案。一个线程放置排列，另一个线程只是读取它们。

【讨论】：

【解决方案3】：

将您的号码容器保存到另一个容器 C2。
生成元素的索引以在 C1 中选择随机元素。每次生成索引时，将其从容器 C1 中删除。这样，下次您将获得唯一编号。
一旦 C1 变空，用 C2 重新填充 C1 并转到步骤 2。

【讨论】：