算法-随机不重复数列生成

今天上班的时候网上看到题目很简单，题目是这样的：给定一个正整数n，需要输出一个长度为n的数组，数组元素是随机数，范围为0 – n-1，且元素不能重复。比如 n = 3 时，需要获取一个长度为3的数组，元素范围为0-2；简单的理解就是生成一个无序的随机数组，在路上想了一下回来用三种方式方式实现了一下；OC实现了一下，文章最末尾顺便有C#的是实现方法；

永远的While

while基本上学过语言的最开始的流程分支语句都会涉及到while，如果存在就一直随机，不存在就跳出判断，一般最开始想到都是这样方法:

+ (NSArray *)getResultOne:(NSInteger)count{
    NSMutableArray *arr=[NSMutableArray array];
    for (NSInteger i=0; i<count; i++) {
        NSInteger number=arc4random()%count;
        //如果存在就一直随机下去
        while ([arr containsObject:@(number)]) {
            number=arc4random()%count;
        }
        [arr addObject:@(number)];
    }
    return arr;
}

 调用方式:

    NSArray *arr=nil;
    arr=[ArrayRandom getResultOne:5];
    for (NSInteger i=0; i<[arr count]; i++) {
        NSLog(@"%@",[arr[i]stringValue]);
    }

数组筛选

第二种方式其实说起来写代码叶遇到过这种情况，有点类似于从箱子中取球，放回去和不回去的这种模式，如果箱子中的每个球颜色都不一样就是取出来就不放回去，那么取的下一个一定和之前的颜色不一样，具体实现:

+ (NSArray *)getResultTwo:(NSInteger)count{
    NSMutableArray *originalArr=[NSMutableArray array];
    NSMutableArray *resultArr=[NSMutableArray array];
    //按照顺序生成一个数组
    for (NSInteger i=0; i<count; i++) {
        [originalArr addObject:@(i)];
    }
    NSInteger total=count;
    for (NSInteger i=0; i<count; i++) {
        NSInteger index=arc4random()%total;
        //随机出来的结果添加到结果集
        [resultArr addObject:originalArr[index]];
        //删除原始数组中的结果
        [originalArr removeObject:originalArr[index]];
        total--;
    }
    return resultArr;
}　

交换法

交换法的意思就是需要先初始化一个数组，随机生成索引，每次随机出来索引位置的值都放在头部或者尾部，然后下次取索引的时候就不去头部和尾部的索引，举一个简单的例子，假设初始化的数组是3，8，6，9，随机出来的索引范围是0-3，假设第一随机随机的时2，头部交换就是将3和6换一个位置，6，8，3，9，下一次取的索引范围是1-3，尾部交换也是类似，C#版本中是头部交换，OC是尾部交换，原理是一样的:

+(NSArray *)getResultThird:(NSInteger)count{
    NSMutableArray *originalArr=[NSMutableArray array];
    NSMutableArray *resultArr=[NSMutableArray array];
    //按照顺序生成一个数组
    for (NSInteger i=0; i<count; i++) {
        [originalArr addObject:@(i)];
    }
    NSInteger maxIndex=count-1;
    for (NSInteger i=0; i<count; i++) {
        NSInteger index=arc4random()%(maxIndex+1);
        [resultArr addObject:originalArr[index]];
        //将随机生成的数字赋值给最末位
        originalArr[index]=originalArr[maxIndex];
        //控制最大索引的值
        maxIndex--;
    }
    return resultArr;
}

　这时我第一次写的时候用的代码，细心的可能发现定义了两个数组，其实没有必要，一个就够，下面的是改进代码:

+(NSArray *)getResultFour:(NSInteger)count{
    NSMutableArray *resultArr=[NSMutableArray array];
    //按照顺序生成一个数组
    for (NSInteger i=0; i<count; i++) {
        [resultArr addObject:@(i)];
    }
    NSInteger maxIndex=count-1;
    for (NSInteger i=0; i<count; i++) {
        NSInteger index=arc4random()%(maxIndex+1);
        //随机的值和末位进行互换
        NSString  *temp=resultArr[index];
        resultArr[index]=resultArr[maxIndex];
        resultArr[maxIndex]=temp;
        //控制最大索引的值
        maxIndex--;
    }
    return resultArr;
}

　调用方式同之前的一样:

  NSArray *arr=nil;
    arr=[ArrayRandom getResultThird:5];
    for (NSInteger i=0; i<[arr count]; i++) {
        NSLog(@"%@",[arr[i]stringValue]);
    }
    
    NSArray *arr=nil;
    arr=[ArrayRandom getResultFour:5];
    for (NSInteger i=0; i<[arr count]; i++) {
        NSLog(@"%@",[arr[i]stringValue]);
    }

　C#版本代码

 class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //初始化一个数组，如果数组没有赋值，默认是0
            //int[] arr = SolveProblemWayOne(5);
            //int[] arr = SolveProblemWaySecond(5);
            //int[] arr = SolveProblemWayThird(10);
            int[] arr = SolveProblemWayFour(5);
            for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
            {
                Console.Write(arr[i].ToString());
            }
            Console.ReadKey();
        }
        /// <summary>
        /// 循环判断随机出来的数字是否在数组中
        /// </summary>
        /// <param name="total"></param>
        /// <returns></returns>
        public static int[] SolveProblemWayOne(int count)
        {
            List<int> resultList = new List<int>();
            Random random = new Random();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                int number = random.Next(1, count + 1);
                while (resultList.Contains(number))
                {
                    number = random.Next(1, count + 1);
                }
                resultList.Add(number);
            }
            return resultList.ToArray();
        }
        /// <summary>
        /// 按照顺序生成一个数组
        /// </summary>
        /// <param name="total"></param>
        /// <returns></returns>
        public static int[] SolveProblemWaySecond(int count)
        {
            List<int> orignalList = new List<int>();
            List<int> resultList = new List<int>();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                orignalList.Add(i);
            }
            int maxIndex = count;
            Random random = new Random();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                //随机索引
                int index = random.Next(0, maxIndex);
                resultList.Add(orignalList[index]);
                orignalList.RemoveAt(index);
                maxIndex--;
            }
            return resultList.ToArray();
        }
        /// <summary>
        /// 不删除数据，然后的问题就是给最后的东西赋值
        /// </summary>
        /// <param name="count"></param>
        /// <returns></returns>
        public static int[] SolveProblemWayThird(int count)
        {
            List<int> orignalList = new List<int>();
            List<int> resultList = new List<int>();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                orignalList.Add(i);
            }
            int minIndex =0;
            Random random = new Random();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                //随机索引
                int index = random.Next(minIndex, count);
                resultList.Add(orignalList[index]);
                //交换，由于索引自减，不需要将随机的值赋值到最后
                //int temp = orignalList[index];
                orignalList[index] = orignalList[minIndex];
                //orignalList[minIndex] = temp;
                minIndex++;
            }
            return resultList.ToArray();
        }


        /// <summary>
        /// 简洁方式
        /// </summary>
        /// <param name="count"></param>
        /// <returns></returns>
        public static int[] SolveProblemWayFour(int count)
        {
            List<int> resultList = new List<int>();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                resultList.Add(i);
            }
            int minIndex=0;
            Random random = new Random();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                //随机索引
                int index = random.Next(minIndex, count);
                //头部交换
                int temp = resultList[index];
                resultList[index]=resultList[minIndex];
                resultList[minIndex] = temp;
                minIndex++;
            }
            return resultList.ToArray();
        }
 
 
    }
}