使用 bash 从给定范围创建随机连续数字序列答案

【问题标题】：Using bash to create random contiguous number sequences from a given range使用 bash 从给定范围创建随机连续数字序列
【发布时间】：2015-10-16 05:34:53
【问题描述】：

使用给定的值范围，我试图生成三个连续数字的随机实例。

例如，给定范围1-100，并希望三个连续数字的三个（非重叠）随机实例，输出将类似于：

4 5 6
50 51 52
32 33 34

我一直在尝试使用命令shuf，例如，

shuf -i 1-100 -n 3

但这似乎不允许生成随机连续的数字序列。有任何想法吗？

【问题讨论】：

标签： bash random shuffle sequential contiguous

【解决方案1】：

可以统一生成三元组，而无需测试和拒绝重叠。

问题归结为找到一个大小为 k {a₁...a_{的随机序列k}} 来自 {1…N-2} 使得子序列的任何两个值之间的最小差至少为 3。 (N -2，因为选择的值是每个三元组的第一个值，所以最大的不能大于N-2。）

这可以通过从一个随机有序子序列 {a'₁...a'_k} 从 {1…N−((k−1)×2+2)} 然后设置每个 a em>_i 到 a'_i+2(i-1)。最后，序列可以随机打乱。

这可以很容易地推广到找到大小为 m 的元组。

在 bash 中：

# tuples n k m
tuples () { 
    local -i n=${1:-100} k=${2:-3} m=$((${3:-3}-1))
    if ((n < k*m + k)); then return 1; fi
    local -i i=0 a
    for a in $(shuf -i 1-$((n - k * m)) -n $k | sort -n); do
        # -s'  ' to work around a bug in coreutils 8.20 and 8.21
        seq -s'  ' $((a+i)) $((a+i+m))
        i+=m
    done | shuf
}

【讨论】：

【解决方案2】：

基本答案是从 1 .. (100 - 3 + 1) 或 1..98 范围内生成三个独立的随机值，然后从每个值 n 中生成 n,n+1,n+2。

这只是给您留下了不重叠的要求。您需要测试三个数字中任意两个之间的差距的绝对值至少为 3；如果没有，则生成一个新号码。您需要决定是否可以生成（假设“随机生成”生成了 {1, 4, 7} 的排列）：

1 2 3
4 5 6
7 8 9

或者数字集之间是否必须存在间隙。如果必须存在间隙，则检查生成值对之间的距离是否至少为 4，而不是 3。

选择要求 3 个值的集合之间至少有一个间隙，我最终得到了这个脚本：

#!/bin/bash

min=1           # Minimum value
max=100         # Maximum value
adj=3           # Number of adjacent values per set
num=3           # Number of sets

r_min=$min
r_max=$(($max - $adj + 1))

base=()
while [ ${#base[*]} -lt $num ]
do
    next=$(($RANDOM % ($r_max - $r_min + 1) + $r_min))
    ok=yes
    for n in ${base[@]}
    do
        gap=$(($next - $n))
        [ $gap -lt 0 ] && gap=$((- $gap))
        if [ $gap -le $adj ]
        then ok=no; break
        fi
    done
    if [ $ok = yes ]
    then base+=( $next )
    fi
done

for n in ${base[@]}
do
    for ((i = 0; i < $adj; i++))
    do printf "%4d" $(($n + $i))
    done
    echo
done

请注意，如果点集的数量和集合中的点数（代码中的$num 和$adj）变得太大，则可能会出现无限循环，因为没有足够的可能性。例如，$adj 为 3，将$num 设置为 25 或更多可确保无限循环；不过，在那之前的很长一段时间内，您很容易遇到麻烦。

示例运行：

$ bash randcont.sh               
  16  17  18
  92  93  94
   6   7   8
$ bash randcont.sh
  81  82  83
  40  41  42
  13  14  15
$ bash randcont.sh
  61  62  63
  71  72  73
  23  24  25
$ bash randcont.sh
  54  55  56
   7   8   9
  46  47  48
$

用于生成随机数的机制存在偏差——偏向于较小的数字。如果这是个问题，您也可以找出解决方法。

我不相信这是最好的方法；可能有一些方法可以使用较少的蛮力和无知。但它确实在样本要求上“正常”。

【讨论】：