在c#中随机化泛型列表顺序的最佳方法是什么?我在一个列表中有一个有限的75个数字集,我想随机分配一个顺序,以便为彩票类型的应用程序绘制它们。
当前回答
这里是Fisher-Yates shuffle的实现,允许指定返回的元素数量;因此,在获取所需数量的元素之前,没有必要首先对整个集合进行排序。
交换元素的顺序与默认值相反;从第一个元素到最后一个元素,因此检索集合的一个子集与洗牌整个集合产生相同的(部分)序列:
collection.TakeRandom(5).SequenceEqual(collection.Shuffle().Take(5)); // true
该算法基于Durstenfeld在维基百科上的(现代)Fisher-Yates shuffle。
public static IList<T> TakeRandom<T>(this IEnumerable<T> collection, int count, Random random) => shuffle(collection, count, random);
public static IList<T> Shuffle<T>(this IEnumerable<T> collection, Random random) => shuffle(collection, null, random);
private static IList<T> shuffle<T>(IEnumerable<T> collection, int? take, Random random)
{
var a = collection.ToArray();
var n = a.Length;
if (take <= 0 || take > n) throw new ArgumentException("Invalid number of elements to return.");
var end = take ?? n;
for (int i = 0; i < end; i++)
{
var j = random.Next(i, n);
(a[i], a[j]) = (a[j], a[i]);
}
if (take.HasValue) return new ArraySegment<T>(a, 0, take.Value);
return a;
}
其他回答
这是我最喜欢的shuffle方法,当不需要修改原始的时候。它是Fisher-Yates“由内到外”算法的变体,适用于任何可枚举序列(源的长度不需要从一开始就知道)。
public static IList<T> NextList<T>(this Random r, IEnumerable<T> source)
{
var list = new List<T>();
foreach (var item in source)
{
var i = r.Next(list.Count + 1);
if (i == list.Count)
{
list.Add(item);
}
else
{
var temp = list[i];
list[i] = item;
list.Add(temp);
}
}
return list;
}
该算法还可以通过分配一个从0到length - 1的范围来实现,并通过将随机选择的索引与最后一个索引交换来随机耗尽索引,直到所有索引都被选中一次。上面的代码完成了完全相同的事情,但没有额外的分配。非常简洁。
With regards to the Random class it's a general purpose number generator (and If I was running a lottery I'd consider using something different). It also relies on a time based seed value by default. A small alleviation of the problem is to seed the Random class with the RNGCryptoServiceProvider or you could use the RNGCryptoServiceProvider in a method similar to this (see below) to generate uniformly chosen random double floating point values but running a lottery pretty much requires understanding randomness and the nature of the randomness source.
var bytes = new byte[8];
_secureRng.GetBytes(bytes);
var v = BitConverter.ToUInt64(bytes, 0);
return (double)v / ((double)ulong.MaxValue + 1);
生成随机双精度(仅在0和1之间)的目的是用于扩展到整数解。如果你需要从一个基于随机双x的列表中选择一个东西,它总是0 <= x && x < 1是很简单的。
return list[(int)(x * list.Count)];
享受吧!
如果我们只需要以完全随机的顺序洗牌项目(只是在一个列表中混合项目),我更喜欢这个简单而有效的代码,按guid排序项目…
var shuffledcards = cards.OrderBy(a => Guid.NewGuid()).ToList();
正如人们在评论中指出的那样,guid不能保证是随机的,所以我们应该使用真正的随机数生成器:
private static Random rng = new Random();
...
var shuffledcards = cards.OrderBy(a => rng.Next()).ToList();
这里是Fisher-Yates shuffle的实现,允许指定返回的元素数量;因此,在获取所需数量的元素之前,没有必要首先对整个集合进行排序。
交换元素的顺序与默认值相反;从第一个元素到最后一个元素,因此检索集合的一个子集与洗牌整个集合产生相同的(部分)序列:
collection.TakeRandom(5).SequenceEqual(collection.Shuffle().Take(5)); // true
该算法基于Durstenfeld在维基百科上的(现代)Fisher-Yates shuffle。
public static IList<T> TakeRandom<T>(this IEnumerable<T> collection, int count, Random random) => shuffle(collection, count, random);
public static IList<T> Shuffle<T>(this IEnumerable<T> collection, Random random) => shuffle(collection, null, random);
private static IList<T> shuffle<T>(IEnumerable<T> collection, int? take, Random random)
{
var a = collection.ToArray();
var n = a.Length;
if (take <= 0 || take > n) throw new ArgumentException("Invalid number of elements to return.");
var end = take ?? n;
for (int i = 0; i < end; i++)
{
var j = random.Next(i, n);
(a[i], a[j]) = (a[j], a[i]);
}
if (take.HasValue) return new ArraySegment<T>(a, 0, take.Value);
return a;
}
编辑 RemoveAt是我以前版本的一个弱点。这个解决方案克服了这个问题。
public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(
this IEnumerable<T> source,
Random generator = null)
{
if (generator == null)
{
generator = new Random();
}
var elements = source.ToArray();
for (var i = elements.Length - 1; i >= 0; i--)
{
var swapIndex = generator.Next(i + 1);
yield return elements[swapIndex];
elements[swapIndex] = elements[i];
}
}
请注意可选的Random生成器,如果Random的基本框架实现不是线程安全的,或者加密性不够强,您可以将您的实现注入到操作中。
在这个答案中可以找到线程安全的加密强随机实现的合适实现。
这里有一个想法,以一种(希望)有效的方式扩展IList。
public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(this IList<T> list)
{
var choices = Enumerable.Range(0, list.Count).ToList();
var rng = new Random();
for(int n = choices.Count; n > 1; n--)
{
int k = rng.Next(n);
yield return list[choices[k]];
choices.RemoveAt(k);
}
yield return list[choices[0]];
}
这里有一个线程安全的方法来做到这一点:
public static class EnumerableExtension
{
private static Random globalRng = new Random();
[ThreadStatic]
private static Random _rng;
private static Random rng
{
get
{
if (_rng == null)
{
int seed;
lock (globalRng)
{
seed = globalRng.Next();
}
_rng = new Random(seed);
}
return _rng;
}
}
public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(this IEnumerable<T> items)
{
return items.OrderBy (i => rng.Next());
}
}
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