在STL的Algorithm中有着这样的一种算法:mutating algorithm,这一类算法的主要作用是改变Sequence Container中元素的顺序。而改变元素顺序的方法有好几个,如将元素反序(reverse),将元素位置循环旋转(rotate)等,而最吸引我的就是能够产生随机序列的方法了(random_shuffle)。
于是,我写了一段代码是试验一下这个方法:
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <vector>
![](/Images/OutliningIndicators/None.gif)
using namespace std;
![](/Images/OutliningIndicators/None.gif)
void main()
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif)
![](/Images/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
{
vector<int> v1(10);
for(int j = 0; j < v1.size(); ++j)
v1[ j ] = j;
ostream_iterator<int> iter(cout, " ");
copy(v1.begin(), v1.end(), iter);
cout << " ";
random_shuffle(v1.begin(), v1.end());
copy(v1.begin(), v1.end(), iter);
cout << " ";
}
![](/Images/OutliningIndicators/None.gif)
![](/Images/OutliningIndicators/None.gif)
当我第一次执行的时候,哇,果然次序挺乱的哦。结果如下:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
4 3 0 2 6 7 8 9 5 1
然后我满心欢喜的将程序再执行了一遍,咦,怎么那么像原来的序列呢?我反复运行了几次,结果让我很沮丧,因为产生的随机序列是一样的。为什么会这样呢?只能深入到random_shuffle方法里面去瞧瞧了,于是我又开始debug之旅。
在STL中的random-shuffle函数的实现是这样的:
template<class _RI>
inline void random_shuffle(_RI _F, _RI _L)
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif)
![](/Images/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
{
if (_F != _L)
_Random_shuffle(_F, _L, _Dist_type(_F));
}
![](/Images/OutliningIndicators/None.gif)
template<class _RI, class _Pd>
inline void _Random_shuffle(_RI _F, _RI _L, _Pd *)
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif)
![](/Images/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
{
const int _RBITS = 15;
const int _RMAX = (1U << _RBITS) - 1;
_RI _X = _F;
for (_Pd _D = 1; ++_X != _L; ++_D)
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
unsigned long _Rm = _RMAX;
unsigned long _Rn = rand() & _RMAX;
for (; _Rm < _D && _Rm != ~0UL;
_Rm = _Rm << _RBITS | _RMAX)
_Rn = _Rn << _RBITS | _RMAX;
iter_swap(_X, _F + _Pd(_Rn % _D));
}
}
![](/Images/OutliningIndicators/None.gif)
![](/Images/OutliningIndicators/None.gif)
在random_shuffle的两个参数的版本中,我们可以发现这样的一个函数:_Dist_type(_F)。而在iterator类中,我看到了这样的代码:
template<class _Ty>
inline ptrdiff_t *_Dist_type(const _Ty *)
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif)
![](/Images/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
{return ((ptrdiff_t *)0); }
![](/Images/OutliningIndicators/None.gif)
在STDDEF.H文件中,我也找到ptrdiff的定义:typedef int ptrdiff_t。那么这个函数到底做了什么呢?不就是返回了一个 int *吗?而且值为00000000。更要命的是,传递进去之后,也没有地方使用啊,整个函数就在for循环出出现了_Pd,那么在这样的一段代码中,_Pd起到了怎样的作用呢?我觉得一点用处都没有。接下来的代码,由于在运行的时候,都没有改变通过srand改变随机数种子的话,得到的_Rn是恒定的,所以每次运行的结果都一样就不难理解了。现在我是知道了为什么得到的随机序列是一样的了,可是这个函数为什么要设计成这样呢?我能想到的就是为了随机序列能够被追溯吧。
为了能够让每次运行的结果都不一样,于是我重写了这个函数:
template <typename T>
inline void shuffle(T first, T last)
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif)
![](/Images/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
{
const int _RBITS = 15;
const int _RMAX = (1U << _RBITS) - 1;
T temp = first;
srand((unsigned)time(NULL));
for (int i = 1; ++temp != last; ++i)
![](/Images/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif)
{
unsigned long _Rm = _RMAX;
unsigned long _Rn = rand() & _RMAX;
for (; _Rm < i && _Rm != ~0UL;_Rm = _Rm << _RBITS | _RMAX)
_Rn = _Rn << _RBITS | _RMAX;
iter_swap(temp, first + int(_Rn % i));
}
}
![](/Images/OutliningIndicators/None.gif)
其实也没有改变什么,只是增加srand函数去改变随机种子并且去掉了对_Dist_type函数的调用而已。当我写到这里,突然间想到了是否可以不重写方法呢?只要在调用random_shuffle函数之前调用srand方法不就行了吗?试了一下,果然成功了。哇,太笨了。What a shame!
说实在的,我对那个_Pd还是有点云里雾里的,还恳请各位大侠指点一二了。