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来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/shuffle-an-array/
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题目

给你一个整数数组 nums ,设计算法来打乱一个没有重复元素的数组。打乱后,数组的所有排列应该是 等可能 的。

实现 Solution class:

  • Solution(int[] nums) 使用整数数组 nums 初始化对象
  • int[] reset() 重设数组到它的初始状态并返回
  • int[] shuffle() 返回数组随机打乱后的结果

示例 1:

输入
["Solution", "shuffle", "reset", "shuffle"]
[[[1, 2, 3]], [], [], []]
输出
[null, [3, 1, 2], [1, 2, 3], [1, 3, 2]]

解释
Solution solution = new Solution([1, 2, 3]);
solution.shuffle();    // 打乱数组 [1,2,3] 并返回结果。任何 [1,2,3]的排列返回的概率应该相同。例如,返回 [3, 1, 2]
solution.reset();      // 重设数组到它的初始状态 [1, 2, 3] 。返回 [1, 2, 3]
solution.shuffle();    // 随机返回数组 [1, 2, 3] 打乱后的结果。例如,返回 [1, 3, 2]

提示:

  • 1 <= nums.length <= 50
  • -10^6 <= nums[i] <= 10^6
  • nums 中的所有元素都是 唯一的
  • 最多可以调用 10^4resetshuffle

思路

这道题主要问题就在随机打乱了。

思路其实也简单

就随机挑选一个,放某个位置
再随机挑一个,放另外一个位置
...

代码实现上关键就是注意几个点:

  • 防止重复选到同一个数,所以要限制随机范围
  • 防止已经摆好的元素被影响,所以摆放的位置要是线性的跟随选取区间变动的

Fisher-Yates 洗牌算法

这个是官方题解中提及的算法,大家可以理解记忆下,便于装X,其实思路都是类似的

算法解释:我们可以在移除 waiting 的第 k 个元素时,将第 k 个元素与数组的最后 1 个元素交换,然后移除交换后数组的最后 1 个元素,这样我们只需要 O(1) 的时间复杂度即可完成移除第 k 个元素的操作。此时,被移除的交换后数组的最后 1 个元素即为我们根据随机下标获取的元素。

上代码

代码

type Solution struct {
	now, back []int
}

func Constructor(nums []int) Solution {
	return Solution{
		now:  nums,
        // 防止相互影响
		back: append([]int{}, nums...),
	}
}

func (this *Solution) Reset() []int {
    // 防止相互影响
	this.now = append([]int{}, this.back...)
	return this.now
}

func (this *Solution) Shuffle() []int {
	n := len(this.now)
    // 根据下标移动不断压缩随机范围,同时用来确定摆放位置
	for i := range this.now {
		j := rand.Intn(n - i)
		this.now[n-i-1], this.now[j] = this.now[j], this.now[n-i-1]
	}
	return this.now
}