Losowe tasowanie tablicy

Muszę losowo przetasować następującą tablicę:

int[] solutionArray = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 6, 5, 4, 3, 2, 1};

Czy jest jakaś funkcja, aby to zrobić?

Używanie kolekcji do przetasowania szeregu prymitywnych typów to trochę przesada ...

Wystarczy samodzielnie zaimplementować tę funkcję, używając na przykład tasowania Fisher – Yates :

import java.util.*;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

class Test
{
  public static void main(String args[])
  {
    int[] solutionArray = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 16, 15, 14, 13, 12, 11 };

    shuffleArray(solutionArray);
    for (int i = 0; i < solutionArray.length; i++)
    {
      System.out.print(solutionArray[i] + " ");
    }
    System.out.println();
  }

  // Implementing Fisher–Yates shuffle
  static void shuffleArray(int[] ar)
  {
    // If running on Java 6 or older, use `new Random()` on RHS here
    Random rnd = ThreadLocalRandom.current();
    for (int i = ar.length - 1; i > 0; i--)
    {
      int index = rnd.nextInt(i + 1);
      // Simple swap
      int a = ar[index];
      ar[index] = ar[i];
      ar[i] = a;
    }
  }
}

Oto prosty sposób użycia ArrayList:

List<Integer> solution = new ArrayList<>();
for (int i = 1; i <= 6; i++) {
    solution.add(i);
}
Collections.shuffle(solution);

Oto działająca i wydajna funkcja losowania tablicy Fisher-Yates:

private static void shuffleArray(int[] array)
{
    int index;
    Random random = new Random();
    for (int i = array.length - 1; i > 0; i--)
    {
        index = random.nextInt(i + 1);
        if (index != i)
        {
            array[index] ^= array[i];
            array[i] ^= array[index];
            array[index] ^= array[i];
        }
    }
}

lub

private static void shuffleArray(int[] array)
{
    int index, temp;
    Random random = new Random();
    for (int i = array.length - 1; i > 0; i--)
    {
        index = random.nextInt(i + 1);
        temp = array[index];
        array[index] = array[i];
        array[i] = temp;
    }
}

Klasa Kolekcje ma wydajną metodę tasowania, którą można kopiować, aby na nią nie polegać:

/**
 * Usage:
 *    int[] array = {1, 2, 3};
 *    Util.shuffle(array);
 */
public class Util {

    private static Random random;

    /**
     * Code from method java.util.Collections.shuffle();
     */
    public static void shuffle(int[] array) {
        if (random == null) random = new Random();
        int count = array.length;
        for (int i = count; i > 1; i--) {
            swap(array, i - 1, random.nextInt(i));
        }
    }

    private static void swap(int[] array, int i, int j) {
        int temp = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = temp;
    }
}

Spójrz na Collectionsklasę shuffle(...).

Oto kompletne rozwiązanie wykorzystujące Collections.shufflepodejście:

public static void shuffleArray(int[] array) {
  List<Integer> list = new ArrayList<>();
  for (int i : array) {
    list.add(i);
  }

  Collections.shuffle(list);

  for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    array[i] = list.get(i);
  }    
}

Zauważ, że cierpi z powodu niezdolności Javy do płynnego tłumaczenia między int[]i Integer[](a więc int[]i List<Integer>).

Masz tutaj kilka opcji. Lista jest nieco inna niż tablica, jeśli chodzi o tasowanie.

Jak widać poniżej, tablica jest szybsza niż lista, a pierwotna tablica jest szybsza niż tablica obiektów.

Przykładowe czasy trwania

List<Integer> Shuffle: 43133ns
    Integer[] Shuffle: 31884ns
        int[] Shuffle: 25377ns

Poniżej znajdują się trzy różne implementacje losowania. Z kolekcji można korzystać tylko w przypadku kolekcji. Nie ma potrzeby zawijania tablicy w kolekcję, aby ją posortować. Poniższe metody są bardzo proste do wdrożenia.

Klasa ShuffleUtil

import java.lang.reflect.Array;
import java.util.*;

public class ShuffleUtil<T> {
    private static final int[] EMPTY_INT_ARRAY = new int[0];
    private static final int SHUFFLE_THRESHOLD = 5;

    private static Random rand;

Główna metoda

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = null;
        Integer[] arr = null;
        int[] iarr = null;

        long start = 0;
        int cycles = 1000;
        int n = 1000;

        // Shuffle List<Integer>
        start = System.nanoTime();
        list = range(n);
        for (int i = 0; i < cycles; i++) {
            ShuffleUtil.shuffle(list);
        }
        System.out.printf("%22s: %dns%n", "List<Integer> Shuffle", (System.nanoTime() - start) / cycles);

        // Shuffle Integer[]
        start = System.nanoTime();
        arr = toArray(list);
        for (int i = 0; i < cycles; i++) {
            ShuffleUtil.shuffle(arr);
        }
        System.out.printf("%22s: %dns%n", "Integer[] Shuffle", (System.nanoTime() - start) / cycles);

        // Shuffle int[]
        start = System.nanoTime();
        iarr = toPrimitive(arr);
        for (int i = 0; i < cycles; i++) {
            ShuffleUtil.shuffle(iarr);
        }
        System.out.printf("%22s: %dns%n", "int[] Shuffle", (System.nanoTime() - start) / cycles);
    }

Przetasowanie listy ogólnej

    // ================================================================
    // Shuffle List<T> (java.lang.Collections)
    // ================================================================
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T> void shuffle(List<T> list) {
        if (rand == null) {
            rand = new Random();
        }
        int size = list.size();
        if (size < SHUFFLE_THRESHOLD || list instanceof RandomAccess) {
            for (int i = size; i > 1; i--) {
                swap(list, i - 1, rand.nextInt(i));
            }
        } else {
            Object arr[] = list.toArray();

            for (int i = size; i > 1; i--) {
                swap(arr, i - 1, rand.nextInt(i));
            }

            ListIterator<T> it = list.listIterator();
            int i = 0;

            while (it.hasNext()) {
                it.next();
                it.set((T) arr[i++]);
            }
        }
    }

    public static <T> void swap(List<T> list, int i, int j) {
        final List<T> l = list;
        l.set(i, l.set(j, l.get(i)));
    }

    public static <T> List<T> shuffled(List<T> list) {
        List<T> copy = copyList(list);
        shuffle(copy);
        return copy;
    }

Przetasowanie tablicy ogólnej

    // ================================================================
    // Shuffle T[]
    // ================================================================
    public static <T> void shuffle(T[] arr) {
        if (rand == null) {
            rand = new Random();
        }

        for (int i = arr.length - 1; i > 0; i--) {
            swap(arr, i, rand.nextInt(i + 1));
        }
    }

    public static <T> void swap(T[] arr, int i, int j) {
        T tmp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = tmp;
    }

    public static <T> T[] shuffled(T[] arr) {
        T[] copy = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
        shuffle(copy);
        return copy;
    }

Przetasowanie pierwotnej tablicy

    // ================================================================
    // Shuffle int[]
    // ================================================================
    public static <T> void shuffle(int[] arr) {
        if (rand == null) {
            rand = new Random();
        }

        for (int i = arr.length - 1; i > 0; i--) {
            swap(arr, i, rand.nextInt(i + 1));
        }
    }

    public static <T> void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int tmp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = tmp;
    }

    public static int[] shuffled(int[] arr) {
        int[] copy = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
        shuffle(copy);
        return copy;
    }

Metody użytkowe

Proste metody narzędzi do kopiowania i konwertowania tablic na listy i odwrotnie.

    // ================================================================
    // Utility methods
    // ================================================================
    protected static <T> List<T> copyList(List<T> list) {
        List<T> copy = new ArrayList<T>(list.size());
        for (T item : list) {
            copy.add(item);
        }
        return copy;
    }

    protected static int[] toPrimitive(Integer[] array) {
        if (array == null) {
            return null;
        } else if (array.length == 0) {
            return EMPTY_INT_ARRAY;
        }
        final int[] result = new int[array.length];
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            result[i] = array[i].intValue();
        }
        return result;
    }

    protected static Integer[] toArray(List<Integer> list) {
        return toArray(list, Integer.class);
    }

    protected static <T> T[] toArray(List<T> list, Class<T> clazz) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        final T[] arr = list.toArray((T[]) Array.newInstance(clazz, list.size()));
        return arr;
    }

Klasa zasięgu

Generuje zakres wartości, podobny do rangefunkcji Pythona .

    // ================================================================
    // Range class for generating a range of values.
    // ================================================================
    protected static List<Integer> range(int n) {
        return toList(new Range(n), new ArrayList<Integer>());
    }

    protected static <T> List<T> toList(Iterable<T> iterable) {
        return toList(iterable, new ArrayList<T>());
    }

    protected static <T> List<T> toList(Iterable<T> iterable, List<T> destination) {
        addAll(destination, iterable.iterator());

        return destination;
    }

    protected static <T> void addAll(Collection<T> collection, Iterator<T> iterator) {
        while (iterator.hasNext()) {
            collection.add(iterator.next());
        }
    }

    private static class Range implements Iterable<Integer> {
        private int start;
        private int stop;
        private int step;

        private Range(int n) {
            this(0, n, 1);
        }

        private Range(int start, int stop) {
            this(start, stop, 1);
        }

        private Range(int start, int stop, int step) {
            this.start = start;
            this.stop = stop;
            this.step = step;
        }

        @Override
        public Iterator<Integer> iterator() {
            final int min = start;
            final int max = stop / step;

            return new Iterator<Integer>() {
                private int current = min;

                @Override
                public boolean hasNext() {
                    return current < max;
                }

                @Override
                public Integer next() {
                    if (hasNext()) {
                        return current++ * step;
                    } else {
                        throw new NoSuchElementException("Range reached the end");
                    }
                }

                @Override
                public void remove() {
                    throw new UnsupportedOperationException("Can't remove values from a Range");
                }
            };
        }
    }
}

Używanie ArrayList<Integer>może pomóc w rozwiązaniu problemu tasowania bez stosowania dużej logiki i pochłaniania mniej czasu. Oto, co sugeruję:

ArrayList<Integer> x = new ArrayList<Integer>();
for(int i=1; i<=add.length(); i++)
{
    x.add(i);
}
Collections.shuffle(x);

Poniższy kod osiągnie losowe uporządkowanie w tablicy.

// Shuffle the elements in the array
Collections.shuffle(Arrays.asList(array));

od: http://www.programcreek.com/2012/02/java-method-to-shuffle-an-int-array-with-random-order/

Możesz teraz używać Java 8:

Collections.addAll(list, arr);
Collections.shuffle(list);
cardsList.toArray(arr);

Oto wersja ogólna tablic:

import java.util.Random;

public class Shuffle<T> {

    private final Random rnd;

    public Shuffle() {
        rnd = new Random();
    }

    /**
     * Fisher–Yates shuffle.
     */
    public void shuffle(T[] ar) {
        for (int i = ar.length - 1; i > 0; i--) {
            int index = rnd.nextInt(i + 1);
            T a = ar[index];
            ar[index] = ar[i];
            ar[i] = a;
        }
    }
}

Biorąc pod uwagę, że ArrayList jest w zasadzie tylko tablicą, może być wskazane, aby pracować z ArrayList zamiast z jawną tablicą i użyć Collections.shuffle (). Testy wydajności nie wykazują jednak żadnej istotnej różnicy między powyższym a Collections.sort ():

Shuffe<Integer>.shuffle(...) performance: 576084 shuffles per second
Collections.shuffle(ArrayList<Integer>) performance: 629400 shuffles per second
MathArrays.shuffle(int[]) performance: 53062 shuffles per second

Implementacja Apache Commons MathArrays.shuffle jest ograniczona do int [], a spadek wydajności prawdopodobnie wynika z użycia generatora liczb losowych.

Random rnd = new Random();
for (int i = ar.length - 1; i > 0; i--)
{
  int index = rnd.nextInt(i + 1);
  // Simple swap
  int a = ar[index];
  ar[index] = ar[i];
  ar[i] = a;
}

Nawiasem mówiąc, zauważyłem, że ten kod zwraca ar.length - 1wiele elementów, więc jeśli twoja tablica ma 5 elementów, nowa tablica będzie tasować 4 elementy. Dzieje się tak, ponieważ mówi pętla for i>0. Jeśli zmienisz na i>=0, wszystkie elementy zostaną przetasowane.

Oto rozwiązanie wykorzystujące Apache Commons Math 3.x (tylko dla tablic int []):

MathArrays.shuffle(array);

http://commons.apache.org/proper/commons-math/javadocs/api-3.6.1/org/apache/commons/math3/util/MathArrays.html#shuffle (int [])

Alternatywnie, Apache Commons Lang 3.6 wprowadził nowe metody losowania do ArrayUtilsklasy (dla obiektów i dowolnego typu pierwotnego).

ArrayUtils.shuffle(array);

http://commons.apache.org/proper/commons-lang/javadocs/api-release/org/apache/commons/lang3/ArrayUtils.html#shuffle-int:A-

W niektórych odpowiedziach zauważyłem brakujące informacje, więc postanowiłem dodać nową.

Java kolekcje Arrays.asList trwa var-Arg typu T (T ...). Jeśli przekażesz prymitywną tablicę (tablicę int), metoda asList będzie wnioskować i wygenerować listę List<int[]>, która jest listą jednego elementu (jeden element jest tablicą pierwotną). jeśli przetasujesz tę listę jednego elementu, nic to nie zmieni.

Najpierw musisz przekonwertować prymitywną tablicę na tablicę obiektów Wrapper. w tym celu możesz użyć ArrayUtils.toObjectmetody z apache.commons.lang. następnie przekaż wygenerowaną tablicę do Listy i na koniec tasuj.

  int[] intArr = {1,2,3};
  List<Integer> integerList = Arrays.asList(ArrayUtils.toObject(array));
  Collections.shuffle(integerList);
  //now! elements in integerList are shuffled!

Oto inny sposób na przetasowanie listy

public List<Integer> shuffleArray(List<Integer> a) {
List<Integer> b = new ArrayList<Integer>();
    while (a.size() != 0) {
        int arrayIndex = (int) (Math.random() * (a.size()));
        b.add(a.get(arrayIndex));
        a.remove(a.get(arrayIndex));
    }
    return b;
}

Wybierz losową liczbę z oryginalnej listy i zapisz ją na innej liście, a następnie usuń numer z oryginalnej listy. Rozmiar oryginalnej listy będzie się zmniejszał o jeden, dopóki wszystkie elementy nie zostaną przeniesione na nową listę.

Proste rozwiązanie dla Groovy:

solutionArray.sort{ new Random().nextInt() }

Spowoduje to losowe posortowanie wszystkich elementów listy tablic, co zarchiwizuje pożądany wynik przetasowania wszystkich elementów.

Korzystanie z Guava Ints.asList()jest tak proste, jak:

Collections.shuffle(Ints.asList(array));

Zastanawiam się nad tym bardzo popularnym pytaniem, ponieważ nikt nie napisał wersji z tasowaniem. Styl jest mocno zapożyczony Arrays.java, bo kto obecnie nie gra w technologię Java? intZawiera ogólne i implementacje.

   /**
    * Shuffles elements from {@code original} into a newly created array.
    *
    * @param original the original array
    * @return the new, shuffled array
    * @throws NullPointerException if {@code original == null}
    */
   @SuppressWarnings("unchecked")
   public static <T> T[] shuffledCopy(T[] original) {
      int originalLength = original.length; // For exception priority compatibility.
      Random random = new Random();
      T[] result = (T[]) Array.newInstance(original.getClass().getComponentType(), originalLength);

      for (int i = 0; i < originalLength; i++) {
         int j = random.nextInt(i+1);
         result[i] = result[j];
         result[j] = original[i];
      }

      return result;
   }


   /**
    * Shuffles elements from {@code original} into a newly created array.
    *
    * @param original the original array
    * @return the new, shuffled array
    * @throws NullPointerException if {@code original == null}
    */
   public static int[] shuffledCopy(int[] original) {
      int originalLength = original.length;
      Random random = new Random();
      int[] result = new int[originalLength];

      for (int i = 0; i < originalLength; i++) {
         int j = random.nextInt(i+1);
         result[i] = result[j];
         result[j] = original[i];
      }

      return result;
   }

Jest to algorytm knuth shuffle.

public class Knuth { 

    // this class should not be instantiated
    private Knuth() { }

    /**
     * Rearranges an array of objects in uniformly random order
     * (under the assumption that <tt>Math.random()</tt> generates independent
     * and uniformly distributed numbers between 0 and 1).
     * @param a the array to be shuffled
     */
    public static void shuffle(Object[] a) {
        int n = a.length;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // choose index uniformly in [i, n-1]
            int r = i + (int) (Math.random() * (n - i));
            Object swap = a[r];
            a[r] = a[i];
            a[i] = swap;
        }
    }

    /**
     * Reads in a sequence of strings from standard input, shuffles
     * them, and prints out the results.
     */
    public static void main(String[] args) {

        // read in the data
        String[] a = StdIn.readAllStrings();

        // shuffle the array
        Knuth.shuffle(a);

        // print results.
        for (int i = 0; i < a.length; i++)
            StdOut.println(a[i]);
    }
}

Jest też inny sposób, jeszcze nie wysyłanie

//that way, send many object types diferentes
public anotherWayToReciveParameter(Object... objects)
{
    //ready with array
    final int length =objects.length;
    System.out.println(length);
    //for ready same list
    Arrays.asList(objects);
}

w ten sposób łatwiej, zależnie od kontekstu

Najprostsze rozwiązanie tego losowego tasowania w szyku.

String location[] = {"delhi","banglore","mathura","lucknow","chandigarh","mumbai"};
int index;
String temp;
Random random = new Random();
for(int i=1;i<location.length;i++)
{
    index = random.nextInt(i+1);
    temp = location[index];
    location[index] = location[i];
    location[i] = temp;
    System.out.println("Location Based On Random Values :"+location[i]);
}

1. Box od int[]doInteger[]
2. Zawiń tablicę za pomocą Arrays.asListmetody

3. Przetasuj Collections.shufflemetodą

   int[] solutionArray = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 6, 5, 4, 3, 2, 1 };
   
   Integer[] boxed = Arrays.stream(solutionArray).boxed().toArray(Integer[]::new);
   Collections.shuffle(Arrays.asList(boxed));
   
   System.out.println(Arrays.toString(boxed));
   // [1, 5, 5, 4, 2, 6, 1, 3, 3, 4, 2, 6]

Najprostszy kod do przetasowania:

import java.util.*;
public class ch {
    public static void main(String args[])
    {
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        ArrayList<Integer> l=new ArrayList<Integer>(10);
        for(int i=0;i<10;i++)
            l.add(sc.nextInt());
        Collections.shuffle(l);
        for(int j=0;j<10;j++)
            System.out.println(l.get(j));       
    }
}

Korzystanie z losowej klasy

  public static void randomizeArray(int[] arr) {

      Random rGenerator = new Random(); // Create an instance of the random class 
      for (int i =0; i< arr.length;i++ ) {
          //Swap the positions...

          int rPosition = rGenerator.nextInt(arr.length); // Generates an integer within the range (Any number from 0 - arr.length)
          int temp = arr[i]; // variable temp saves the value of the current array index;
          arr[i] = arr[rPosition];  // array at the current position (i) get the value of the random generated 
          arr[rPosition] = temp; // the array at the position of random generated gets the value of temp

      }

      for(int i = 0; i<arr.length; i++) {
          System.out.print(arr[i]); //Prints out the array
      } 

  }

public class ShuffleArray {
public static void shuffleArray(int[] a) {
    int n = a.length;
    Random random = new Random();
    random.nextInt();
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        int change = i + random.nextInt(n - i);
        swap(a, i, change);
    }
}

private static void swap(int[] a, int i, int change) {
    int helper = a[i];
    a[i] = a[change];
    a[change] = helper;
}

public static void main(String[] args) {
    int[] a = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 6, 5, 4, 3, 2, 1 };
    shuffleArray(a);
    for (int i : a) {
        System.out.println(i);
    }
}
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
public class shuffle {
    public static void main(String[] args) {
        int a[] =  {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
         ArrayList b = new ArrayList();
       int i=0,q=0;
       Random rand = new Random();

       while(a.length!=b.size())
       {
           int l = rand.nextInt(a.length);
//this is one option to that but has a flaw on 0
//           if(a[l] !=0)
//           {
//                b.add(a[l]);
//               a[l]=0;
//               
//           }
//           
// this works for every no. 
                if(!(b.contains(a[l])))
                {
                    b.add(a[l]);
                }



       }

//        for (int j = 0; j <b.size(); j++) {
//            System.out.println(b.get(j));
//            
//        }
System.out.println(b);
    }

}

podobnie bez użycia swap b

        Random r = new Random();
    int n = solutionArray.length;
    List<Integer> arr =  Arrays.stream(solutionArray).boxed().collect(Collectors.toList());
    for (int i = 0; i < n-1; i++) {
        solutionArray[i] = arr.remove( r.nextInt(arr.size())); // randomize base on size
    }
    solutionArray[n-1] = arr.get(0);

Jednym z rozwiązań jest użycie permutacji do wstępnego obliczenia wszystkich permutacji i zapisanych w ArrayList

Java 8 wprowadziła nową metodę ints () w klasie java.util.Random. Metoda ints () zwraca nieograniczony strumień pseudolosowych wartości int. Możesz ograniczyć liczby losowe między określonym zakresem, podając wartości minimalne i maksymalne.

Random genRandom = new Random();
int num = genRandom.nextInt(arr.length);

Za pomocą generowania liczby losowej możesz iterować przez pętlę i zamieniać się bieżącym indeksem na liczbę losową. W ten sposób możesz wygenerować liczbę losową ze złożonością przestrzeni O (1).

Bez losowego rozwiązania:

   static void randomArrTimest(int[] some){
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < some.length; i++) {
            long indexToSwap = startTime%(i+1);
            long tmp = some[(int) indexToSwap];
            some[(int) indexToSwap] = some[i];
            some[i] = (int) tmp;
        }
        System.out.println(Arrays.toString(some));
    }