是否可以以随机顺序遍历数组？答案

【问题标题】：Is it possible to iterate over an array in random order?是否可以以随机顺序遍历数组？
【发布时间】：2021-04-09 20:43:38
【问题描述】：

所以，假设我有一个数组：

int arr[5];

除了从 0 到 4 遍历数组之外，是否可以按随机顺序执行此操作，并且迭代器不会两次遍历同一位置？

【问题讨论】：

当然，您只需要实现一个自定义迭代器即可。 C++ 可以做任何事情。您是否尝试过实现自己的自定义迭代器？
根据数组的大小，你最好只使用suffle，然后像往常一样迭代
或者生成第二个整数数组，包含值0 到4。打乱第二个数组，并将其元素用作第一个数组的索引。
@SamVarshavchik 不是真的，我不知道那是一回事。我查一下
@wintersun 它必须有多随机，例如，您是否需要保证所有可能的排列都会发生？如果没有，一种便宜的方法是选择一个介于 0 和 4 之间的随机起始索引 n，以及一个介于 1 和 4 之间的随机步长 k，然后迭代索引 n = (n + k) % 5。与普通索引增量相比，这将为您提供 20 种不同的排列，同时不需要额外的空间和可忽略的额外时间。

【解决方案1】：

以下所有内容都假设您想在 O(1) 空间中实现迭代 - 不使用例如索引的辅助数组，您可以对其进行洗牌。如果你能负担得起 O(n) 的空间，解决方案相对容易，所以我假设你只能负担 O(1)。

要以随机方式迭代数组，您可以创建一个随机数生成器，并将其输出用作数组的索引。您不能以这种方式使用标准 RNG，因为它们可以过早两次输出相同的索引。但是，RNG 的理论相当广泛，至少有两种类型的 RNG 可以保证它们的周期。

使用这些理论思想：

制作具有给定周期的 RNG 的技术可能太烦人而无法在代码中实现。因此，如果您事先知道数组的大小，您可以选择 N = n，并手动创建您的 RNG（分解 n 或 n+1 将是第一步）。如果您不知道数组的大小，请为 N 选择一些易于使用的数字，例如 2 的某个合适的幂。

【讨论】：

【解决方案2】：

如 cmets 中所述，您可以通过多种方式执行此操作。最明显的方法是只使用shuffle 范围，然后对其进行迭代：

std::shuffle(arr, arr + 5);

for (int a : arr) 
  // a is a new random element from arr in each iteration

这当然会修改范围，这可能不是你想要的。

对于不修改范围的选项：您可以生成一个索引范围，将这些索引打乱并使用这些索引来索引该范围：

int ind[5];
std::iota(ind, ind + 5, 0);
std::shuffle(ind, ind + 5);

for (int i : ind)
  // arr[i] is a new random element from arr in each iteration

您还可以实现一个自定义迭代器，该迭代器以随机顺序迭代一个范围而不重复，尽管这对于您想要实现的功能来说可能是多余的。尝试一下，了解它的工作原理仍然是一件好事。

【讨论】：