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如何洗牌 std::vector?

我正在寻找一种通用的、可重用的方法来在 C++ 中对 std::vector 进行洗牌。这是我目前的做法,但我认为它不是很有效,因为它需要一个中间数组并且它需要知道项目类型(本例中为 DeckCard):

srand(time(NULL));

cards_.clear();

while (temp.size() > 0) {
    int idx = rand() % temp.size();
    DeckCard* card = temp[idx];
    cards_.push_back(card);
    temp.erase(temp.begin() + idx);
}
不。查找费希尔-耶茨....
尽量不要使用 rand(),有更好的 RNG API 可用(Boost.Random 或 0x <random>)。

u
user703016

从 C++11 开始,您应该更喜欢:

#include <algorithm>
#include <random>

auto rng = std::default_random_engine {};
std::shuffle(std::begin(cards_), std::end(cards_), rng);

Live example on Coliru

如果您打算每次都生成不同的排列,请确保在多次调用 std::shuffle 时重复使用相同的 rng 实例!

此外,如果您希望您的程序在每次运行时创建不同的随机播放序列,您可以使用 std::random_device 的输出为随机引擎的构造函数播种:

auto rd = std::random_device {}; 
auto rng = std::default_random_engine { rd() };
std::shuffle(std::begin(cards_), std::end(cards_), rng);

对于 C++98,您可以使用:

#include <algorithm>

std::random_shuffle(cards_.begin(), cards_.end());

您还可以插入自定义随机数生成器作为 std::random_shuffle 的第三个参数。
+1 - 请注意,这可能会在每次运行程序时产生相同的结果。如果有问题,您可以将自定义随机数生成器(可以从外部源播种)作为附加参数添加到 std::random_shuffle
@Gob00st:它将为程序的每个实例生成相同的结果,而不是每次调用 random_shuffle。这种行为是正常的和有意的。
@ParkYoung-Bae 谢谢,I just found out。当 SO 答案不包含包含信息时,这真的很不方便,因为它们位于谷歌搜索结果的顶部。
我认为您应该将如何播种此内容添加到您的答案中。很多人(就是我)来这里是因为他们在谷歌上搜索了“c++,shuffle vector”。
M
Mehmet Fide

http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/shuffle/

// shuffle algorithm example
#include <iostream>     // std::cout
#include <algorithm>    // std::shuffle
#include <vector>       // std::vector
#include <random>       // std::default_random_engine
#include <chrono>       // std::chrono::system_clock

int main () 
{
    // obtain a time-based seed:
    unsigned seed = std::chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();
    std::default_random_engine e(seed);

    while(true)
    {
      std::vector<int> foo{1,2,3,4,5};

      std::shuffle(foo.begin(), foo.end(), e);

      std::cout << "shuffled elements:";
      for (int& x: foo) std::cout << ' ' << x;
      std::cout << '\n';
    }

    return 0;
}

cplusplus.com/reference/algorithm/shuffle 复制的一个坏例子。你如何再次调用 shuffle?
@miracle173 示例改进
为什么将系统时钟用于种子而不是仅使用 std::random_device
佚名

除了@Cicada 说的,你可能应该先播种,

srand(unsigned(time(NULL)));
std::random_shuffle(cards_.begin(), cards_.end());

根据@FredLarson 的评论:

这个版本的 random_shuffle() 的随机性来源是实现定义的,所以它可能根本不使用 rand()。然后 srand() 将无效。

所以YMMV。


实际上,这个版本的 random_shuffle() 的随机性来源是实现定义的,所以它可能根本不使用 rand()。那么 srand() 将无效。我以前也遇到过。
@弗雷德:谢谢弗雷德。不知道。我一直习惯于使用 srand。
您可能应该删除这个答案,因为它是错误的,甚至更糟糕的是,它看起来是正确的,并且在某些实现中确实是正确的,但不是全部,这使得这个建议非常危险。
正如@Fred 上面解释的那样,random_shuffle 用于生成随机数的内容是实现定义的。这意味着在您的实现中它使用 rand() (因此 srand() 有效)但在我的实现中它可以使用完全不同的东西,这意味着在我的实现中,即使每次运行程序时使用 srand 我都会得到相同的结果。
@Code:就像我们讨论的那样,它不适用于所有实现。您的答案中没有提到您可以提供自己的号码生成这一事实,并且无论如何都与此讨论无关。我觉得我们在绕圈子:S
A
Apollys supports Monica

它可以更简单,可以完全避免播种:

#include <algorithm>
#include <random>

// Given some container `container`...
std::shuffle(container.begin(), container.end(), std::random_device());

这将在程序每次运行时产生一个新的随机播放。由于代码的简单性,我也喜欢这种方法。

这是可行的,因为我们对 std::shuffle 所需要的只是一个满足其要求 std::random_deviceUniformRandomBitGenerator

注意:如果反复洗牌,最好将 random_device 存储在局部变量中:

std::random_device rd;
std::shuffle(container.begin(), container.end(), rd);

这增加了 8 年前尚未被接受的答案的一部分?
您所要做的就是阅读答案以找出答案……没有太多要说的了,上面还没有很清楚地解释过。
旧的公认答案可能更深入。然而,这正是我在毫不费力地搜索这样一个简单的问题时所期望的单行傻瓜式答案。 +1
这是错误的random_device 被设计为仅调用 一次 来播种 PRNG,而不是一遍又一遍地调用(这可能会很快耗尽底层熵并导致其切换到次优生成方案)
这可能是一个需要补充的重要警告,但它远非你如此戏剧性地指责的那样“错误”。
m
madx

如果您使用的是 boost,则可以使用此类(debug_mode 设置为 false,如果您希望随机化在执行之间是可预测的,则必须将其设置为 true):

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <boost/random/mersenne_twister.hpp>
#include <boost/random/uniform_int.hpp>
#include <boost/random/uniform_int_distribution.hpp>
#include <boost/random/variate_generator.hpp>
#include <algorithm> // std::random_shuffle

using namespace std;
using namespace boost;

class Randomizer {
private:
    static const bool debug_mode = false;
    random::mt19937 rng_;

    // The private constructor so that the user can not directly instantiate
    Randomizer() {
        if(debug_mode==true){
            this->rng_ = random::mt19937();
        }else{
            this->rng_ = random::mt19937(current_time_nanoseconds());
        }
    };

    int current_time_nanoseconds(){
        struct timespec tm;
        clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tm);
        return tm.tv_nsec;
    }

    // C++ 03
    // ========
    // Dont forget to declare these two. You want to make sure they
    // are unacceptable otherwise you may accidentally get copies of
    // your singleton appearing.
    Randomizer(Randomizer const&);     // Don't Implement
    void operator=(Randomizer const&); // Don't implement

public:
    static Randomizer& get_instance(){
        // The only instance of the class is created at the first call get_instance ()
        // and will be destroyed only when the program exits
        static Randomizer instance;
        return instance;
    }

    template<typename RandomAccessIterator>
    void random_shuffle(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last){
        boost::variate_generator<boost::mt19937&, boost::uniform_int<> > random_number_shuffler(rng_, boost::uniform_int<>());
        std::random_shuffle(first, last, random_number_shuffler);
    }

    int rand(unsigned int floor, unsigned int ceil){
        random::uniform_int_distribution<> rand_ = random::uniform_int_distribution<> (floor,ceil);
        return (rand_(rng_));
    }
};

您可以使用以下代码对其进行测试:

#include "Randomizer.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main (int argc, char* argv[]) {
    vector<int> v;
    v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_back(5);
    v.push_back(6);v.push_back(7);v.push_back(8);v.push_back(9);v.push_back(10);

    Randomizer::get_instance().random_shuffle(v.begin(), v.end());
    for(unsigned int i=0; i<v.size(); i++){
        cout << v[i] << ", ";
    }
    return 0;
}

为什么您使用时间而不是 std::random_device 来播种生成器?
O
Ocezo

根据您必须遵循的标准 (C++11/C++14/C++17),此“cppreference”页面提供了很好的示例:https://en.cppreference.com/w/cpp/algorithm/random_shuffle