384. 打乱数组(中)
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]
法一、 Fisher-Yates
- 原理：从最后一个元素开始，在之前的位置随机选一个与之交换，往前一位继续此操作直到第一位。
import random
class Solution:
def __init__(self, nums): #构造函数
self.nums = nums #将传入的数组赋值给类的成员变量self.nums
def reset(self):
return self.nums #返回存储在self.nums中的原始数组
def shuffle(self):
temp = list(self.nums) #将原始数组self.nums的内容复制到临时数组temp中
n = len(temp)
for i in range(n - 1, 0, -1): #从最后一个元素到第一个元素的循环
# 随机选择一个位置
j = random.randint(0, i) #表示取0-i之间的一个整数
# 交换当前位置元素和随机选择的位置元素
temp[i], temp[j] = temp[j], temp[i]
return temp
法二、鸽尾式洗牌法（Riffle Shuffle）
- 原理：将数组一分为二，再穿插合并，再不断重复这样的操作
import random
class Solution:
def __init__(self, nums):
self.nums = nums
def reset(self):
return self.nums
def shuffle(self):
temp = list(self.nums) #将原始数组self.nums的内容复制到临时数组temp中
n = len(temp)
mid = n // 2 # 找到数组的中间位置，使用整数除法来确保中间位置是一个整数
# 迭代洗牌操作
for i in range(mid):
# 随机选择一个插入点
j = random.randint(i, mid + i)
# 将第二堆的牌插入到第一堆中
temp[i], temp[j] = temp[j], temp[i]
return temp #返回洗牌后的数组temp
