Как выбрать случайный элемент из набора? Я особенно заинтересован в выборе случайного элемента из HashSet или LinkedHashSet, в Java. Решения для других языков также приветствуются.
Выбор случайного элемента из набора
Ответ 1
int size = myHashSet.size();
int item = new Random().nextInt(size); // In real life, the Random object should be rather more shared than this
int i = 0;
for(Object obj : myhashSet)
{
if (i == item)
return obj;
i++;
}
Ответ 2
Немного связанный Знаете ли вы:
Существуют полезные методы в java.util.Collections для перетасовки целых коллекций: Collections.shuffle(List<?>) и Collections.shuffle(List<?> list, Random rnd).
Ответ 3
Быстрое решение для Java с помощью ArrayList и HashMap: [element → index].
Мотивация: мне нужен набор элементов с RandomAccess свойствами, особенно для выбора случайного элемента из набора (см. метод pollRandom). Случайная навигация в двоичном дереве не точна: деревья не идеально сбалансированы, что не приведет к равномерному распределению.
public class RandomSet<E> extends AbstractSet<E> {
List<E> dta = new ArrayList<E>();
Map<E, Integer> idx = new HashMap<E, Integer>();
public RandomSet() {
}
public RandomSet(Collection<E> items) {
for (E item : items) {
idx.put(item, dta.size());
dta.add(item);
}
}
@Override
public boolean add(E item) {
if (idx.containsKey(item)) {
return false;
}
idx.put(item, dta.size());
dta.add(item);
return true;
}
/**
* Override element at position <code>id</code> with last element.
* @param id
*/
public E removeAt(int id) {
if (id >= dta.size()) {
return null;
}
E res = dta.get(id);
idx.remove(res);
E last = dta.remove(dta.size() - 1);
// skip filling the hole if last is removed
if (id < dta.size()) {
idx.put(last, id);
dta.set(id, last);
}
return res;
}
@Override
public boolean remove(Object item) {
@SuppressWarnings(value = "element-type-mismatch")
Integer id = idx.get(item);
if (id == null) {
return false;
}
removeAt(id);
return true;
}
public E get(int i) {
return dta.get(i);
}
public E pollRandom(Random rnd) {
if (dta.isEmpty()) {
return null;
}
int id = rnd.nextInt(dta.size());
return removeAt(id);
}
@Override
public int size() {
return dta.size();
}
@Override
public Iterator<E> iterator() {
return dta.iterator();
}
}
Ответ 4
Это быстрее, чем цикл for-each в принятом ответе:
int index = rand.nextInt(set.size());
Iterator<Object> iter = set.iterator();
for (int i = 0; i < index; i++) {
iter.next();
}
return iter.next();
Каждая конструкция вызывает Iterator.hasNext() в каждом цикле, но поскольку index < set.size(), эта проверка лишних накладных расходов. Я видел повышение скорости на 10-20%, но YMMV. (Кроме того, это компиляция без необходимости добавлять дополнительный оператор возврата.)
Обратите внимание, что этот код (и большинство других ответов) может применяться к любой коллекции, а не только к набору. В форме общего метода:
public static <E> E choice(Collection<? extends E> coll, Random rand) {
if (coll.size() == 0) {
return null; // or throw IAE, if you prefer
}
int index = rand.nextInt(coll.size());
if (coll instanceof List) { // optimization
return ((List<? extends E>) coll).get(index);
} else {
Iterator<? extends E> iter = coll.iterator();
for (int i = 0; i < index; i++) {
iter.next();
}
return iter.next();
}
}
Ответ 5
Если вы хотите сделать это на Java, вам следует рассмотреть возможность копирования элементов в какую-либо коллекцию произвольного доступа (например, ArrayList). Поскольку, если ваш набор невелик, доступ к выбранному элементу будет дорогим (O (n) вместо O (1)). [ed: копия списка также O (n)]
В качестве альтернативы вы можете искать другую реализацию Set, которая более точно соответствует вашим требованиям. ListOrderedSet из Commons Collections выглядит многообещающим.
Ответ 6
В Java:
Set<Integer> set = new LinkedHashSet<Integer>(3);
set.add(1);
set.add(2);
set.add(3);
Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());
int[] setArray = (int[]) set.toArray();
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
System.out.println(setArray[rand.nextInt(set.size())]);
}
Ответ 7
List asList = new ArrayList(mySet);
Collections.shuffle(asList);
return asList.get(0);
Ответ 8
Clojure решение:
(defn pick-random [set] (let [sq (seq set)] (nth sq (rand-int (count sq)))))
Ответ 9
Не можете ли вы просто получить размер/длину массива set/array, создать случайное число от 0 до размера/длины, а затем вызвать элемент, индекс которого соответствует этому числу? У HashSet есть метод .size(), я уверен.
В psuedocode -
function randFromSet(target){
var targetLength:uint = target.length()
var randomIndex:uint = random(0,targetLength);
return target[randomIndex];
}
Ответ 10
Perl 5
@hash_keys = (keys %hash);
$rand = int(rand(@hash_keys));
print $hash{$hash_keys[$rand]};
Вот один из способов сделать это.
Ответ 11
С++. Это должно быть достаточно быстро, так как оно не требует повторения по всему набору или его сортировки. Это должно работать из коробки с большинством современных компиляторов, предполагая, что они поддерживают tr1. Если нет, вам может понадобиться использовать Boost.
Boost docs полезны здесь, чтобы объяснить это, даже если вы не используете Boost.
Хитрость заключается в том, чтобы использовать тот факт, что данные были разделены на ведра и быстро идентифицировать случайно выбранный ковш (с соответствующей вероятностью).
//#include <boost/unordered_set.hpp>
//using namespace boost;
#include <tr1/unordered_set>
using namespace std::tr1;
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
using namespace std;
int main() {
unordered_set<int> u;
u.max_load_factor(40);
for (int i=0; i<40; i++) {
u.insert(i);
cout << ' ' << i;
}
cout << endl;
cout << "Number of buckets: " << u.bucket_count() << endl;
for(size_t b=0; b<u.bucket_count(); b++)
cout << "Bucket " << b << " has " << u.bucket_size(b) << " elements. " << endl;
for(size_t i=0; i<20; i++) {
size_t x = rand() % u.size();
cout << "we'll quickly get the " << x << "th item in the unordered set. ";
size_t b;
for(b=0; b<u.bucket_count(); b++) {
if(x < u.bucket_size(b)) {
break;
} else
x -= u.bucket_size(b);
}
cout << "it'll be in the " << b << "th bucket at offset " << x << ". ";
unordered_set<int>::const_local_iterator l = u.begin(b);
while(x>0) {
l++;
assert(l!=u.end(b));
x--;
}
cout << "random item is " << *l << ". ";
cout << endl;
}
}
Ответ 12
Решение выше говорит в терминах задержки, но не гарантирует равную вероятность выбора каждого выбранного показателя.
Если это необходимо учитывать, попробуйте отбор проб коллектора. http://en.wikipedia.org/wiki/Reservoir_sampling.
Collections.shuffle() (как это предлагается несколькими) использует один такой алгоритм.
Ответ 13
Поскольку вы сказали: "Решения для других языков также приветствуются", здесь версия для Python:
>>> import random
>>> random.choice([1,2,3,4,5,6])
3
>>> random.choice([1,2,3,4,5,6])
4
Ответ 14
PHP, предполагая, что "set" - это массив:
$foo = array("alpha", "bravo", "charlie");
$index = array_rand($foo);
$val = $foo[$index];
Функции Mersenne Twister лучше, но нет MT-эквивалента array_rand в PHP.
Ответ 15
Javascript solution;)
function choose (set) {
return set[Math.floor(Math.random() * set.length)];
}
var set = [1, 2, 3, 4], rand = choose (set);
Или, альтернативно:
Array.prototype.choose = function () {
return this[Math.floor(Math.random() * this.length)];
};
[1, 2, 3, 4].choose();
Ответ 16
Icon имеет тип набора и оператор случайного элемента, унарный "?", поэтому выражение
? set( [1, 2, 3, 4, 5] )
создаст случайное число между 1 и 5.
Случайное семя инициализируется равным 0 при запуске программы, поэтому для получения разных результатов при каждом запуске используйте randomize()
Ответ 17
В С#
Random random = new Random((int)DateTime.Now.Ticks);
OrderedDictionary od = new OrderedDictionary();
od.Add("abc", 1);
od.Add("def", 2);
od.Add("ghi", 3);
od.Add("jkl", 4);
int randomIndex = random.Next(od.Count);
Console.WriteLine(od[randomIndex]);
// Can access via index or key value:
Console.WriteLine(od[1]);
Console.WriteLine(od["def"]);
Ответ 18
В lisp
(defun pick-random (set)
(nth (random (length set)) set))
Ответ 19
К сожалению, это невозможно сделать эффективно (лучше, чем O (n)) в любом из контейнеров стандартной библиотеки.
Это нечетно, так как очень легко добавить рандомизированную функцию выбора в хэш-множества, а также бинарные множества. Если вы не используете редкий хеш-набор, вы можете попробовать случайные записи, пока не получите хит. Для двоичного дерева вы можете выбирать случайным образом между левым или правым поддеревом с максимальным шагом O (log2). Я выполнил демо ниже:
import random
class Node:
def __init__(self, object):
self.object = object
self.value = hash(object)
self.size = 1
self.a = self.b = None
class RandomSet:
def __init__(self):
self.top = None
def add(self, object):
""" Add any hashable object to the set.
Notice: In this simple implementation you shouldn't add two
identical items. """
new = Node(object)
if not self.top: self.top = new
else: self._recursiveAdd(self.top, new)
def _recursiveAdd(self, top, new):
top.size += 1
if new.value < top.value:
if not top.a: top.a = new
else: self._recursiveAdd(top.a, new)
else:
if not top.b: top.b = new
else: self._recursiveAdd(top.b, new)
def pickRandom(self):
""" Pick a random item in O(log2) time.
Does a maximum of O(log2) calls to random as well. """
return self._recursivePickRandom(self.top)
def _recursivePickRandom(self, top):
r = random.randrange(top.size)
if r == 0: return top.object
elif top.a and r <= top.a.size: return self._recursivePickRandom(top.a)
return self._recursivePickRandom(top.b)
if __name__ == '__main__':
s = RandomSet()
for i in [5,3,7,1,4,6,9,2,8,0]:
s.add(i)
dists = [0]*10
for i in xrange(10000):
dists[s.pickRandom()] += 1
print dists
Я получил [995, 975, 971, 995, 1057, 1004, 966, 1052, 984, 1001] в качестве выходных данных, поэтому хорошие швы распределения.
Я боролся с той же проблемой для себя, и я еще не решил, что увеличение производительности этого более эффективного выбора стоит накладных расходов на использование коллекции на основе python. Я мог бы, конечно, усовершенствовать его и перевести на C, но сегодня это слишком много для меня:)
Ответ 20
В Mathematica:
a = {1, 2, 3, 4, 5}
a[[ ⌈ Length[a] Random[] ⌉ ]]
Или, в последних версиях, просто:
RandomChoice[a]
Это получило голос, возможно, потому, что ему не хватает объяснений, так что вот один из них:
Random[] генерирует псевдослучайное поплавок между 0 и 1. Это умножается на длину списка, а затем функция потолка используется для округления до следующего целого. Затем этот индекс извлекается из a.
Поскольку функция хеш-таблицы часто выполняется с правилами в Mathematica, а правила хранятся в списках, можно использовать:
a = {"Badger" -> 5, "Bird" -> 1, "Fox" -> 3, "Frog" -> 2, "Wolf" -> 4};
Ответ 21
Как насчет просто
public static <A> A getRandomElement(Collection<A> c, Random r) {
return new ArrayList<A>(c).get(r.nextInt(c.size()));
}
Ответ 22
Это совпадает с принятым ответом (Khoth), но с ненужными переменными size и i удалены.
int random = new Random().nextInt(myhashSet.size());
for(Object obj : myhashSet) {
if (random-- == 0) {
return obj;
}
}
Несмотря на то, что все вышеперечисленные переменные устраняются, вышеупомянутое решение по-прежнему остается случайным, поскольку мы полагаемся на случайное (начиная с случайно выбранного индекса), чтобы уменьшаться до 0 по каждой итерации.
Ответ 23
В Java 8:
static <E> E getRandomSetElement(Set<E> set) {
return set.stream().skip(new Random().nextInt(set.size())).findFirst().orElse(null);
}
Ответ 24
PHP, используя MT:
$items_array = array("alpha", "bravo", "charlie");
$last_pos = count($items_array) - 1;
$random_pos = mt_rand(0, $last_pos);
$random_item = $items_array[$random_pos];
Ответ 25
Для удовольствия я написал RandomHashSet на основе выборки отбраковки. Это немного взломанно, так как HashMap не позволяет нам напрямую обращаться к этой таблице, но она должна работать нормально.
Он не использует лишнюю память, а время поиска O (1) амортизируется. (Поскольку java HashTable плотен).
class RandomHashSet<V> extends AbstractSet<V> {
private Map<Object,V> map = new HashMap<>();
public boolean add(V v) {
return map.put(new WrapKey<V>(v),v) == null;
}
@Override
public Iterator<V> iterator() {
return new Iterator<V>() {
RandKey key = new RandKey();
@Override public boolean hasNext() {
return true;
}
@Override public V next() {
while (true) {
key.next();
V v = map.get(key);
if (v != null)
return v;
}
}
@Override public void remove() {
throw new NotImplementedException();
}
};
}
@Override
public int size() {
return map.size();
}
static class WrapKey<V> {
private V v;
WrapKey(V v) {
this.v = v;
}
@Override public int hashCode() {
return v.hashCode();
}
@Override public boolean equals(Object o) {
if (o instanceof RandKey)
return true;
return v.equals(o);
}
}
static class RandKey {
private Random rand = new Random();
int key = rand.nextInt();
public void next() {
key = rand.nextInt();
}
@Override public int hashCode() {
return key;
}
@Override public boolean equals(Object o) {
return true;
}
}
}
Ответ 26
вы также можете перенести набор в массив использования массива он, вероятно, будет работать в малом масштабе, я вижу, что цикл for в самом голосованном ответе - O (n) в любом случае
Object[] arr = set.toArray();
int v = (int) arr[rnd.nextInt(arr.length)];
Ответ 27
Если вы действительно хотите выбрать "любой" объект из Set, без каких-либо гарантий по случайности, проще всего взять первый, возвращенный итератором.
Set<Integer> s = ...
Iterator<Integer> it = s.iterator();
if(it.hasNext()){
Integer i = it.next();
// i is a "random" object from set
}
Ответ 28
Самый простой с Java 8:
outbound.stream().skip(n % outbound.size()).findFirst().get()
где n - случайное целое число. Конечно, он имеет меньшую производительность, чем при использовании for(elem: Col)
Ответ 29
Общее решение, использующее Khoth, отвечает как отправная точка.
/**
* @param set a Set in which to look for a random element
* @param <T> generic type of the Set elements
* @return a random element in the Set or null if the set is empty
*/
public <T> T randomElement(Set<T> set) {
int size = set.size();
int item = random.nextInt(size);
int i = 0;
for (T obj : set) {
if (i == item) {
return obj;
}
i++;
}
return null;
}
Ответ 30
Если заданный размер невелик, то с помощью массивов это можно сделать.
int random;
HashSet someSet;
<Type>[] randData;
random = new Random(System.currentTimeMillis).nextInt(someSet.size());
randData = someSet.toArray();
<Type> sResult = randData[random];