洗牌算法具体指的是什么?

2018-01-10  本文已影响0人  斌仔_83e7

大家好,我是IT修真院武汉分院第11期的学员,一枚正直纯洁善良的前端程序员,今天给大家分享一下,修真院官网js任务2,深度思考中的知识点——洗牌算法具体指的是什么?


1.背景介绍

洗牌算法,顾名思义,它的产生是用来解决类似洗牌这种场景的问题的,目的是产生一串等概率的随机列,使得很难去预测牌的顺序,洗牌算法是我们常见的随机问题,在玩游戏,随机排序时经常用到。同时它也是一道经典的面试题。

2.知识剖析

何为洗牌算法?

一个1到n的序列,随机打乱,保证每个数出现在任意一个位置的概率相同。

3.常见问题

有哪些实现洗牌的算法?

4.解决方案

Fisher-Yates Shuffle链接

一般化方法

假如要洗牌,那么最随机的做法无疑是从牌堆里随便抽一张出来,然后放在一边,之后从剩下的牌里重复之前的操作,直到所有牌都被抽出来放到了另一堆中。抽象到代码世界,按相同的做法,就是随机从数组里取出一个元素,保存到另一个数组,然后重复之,直到原数组中所有元素都处理掉。

演示1

缺点:即使一个序号上的元素已经被处理过了,由于随机函数产生的数是随机的,所有这个被处理过的元素序号可能在之后的循环中不断出现。

改进方法

处理完一个元素后,我们用Array的splice()方法将其从目标数组中移除同时也更新了目标数组的长度,如此一来下次遍历的时候是从新的长度开始,不会重复处理的情况了。

演示2

缺点:因为调用splice来删除数组元素会导致删除位置之后的所有元素要做shift操作来向前补充,从而达到将数组长度减小的目的,当然这是在后台自动完成的,但这无疑增加了算法的复杂度。

算法能否再次优化?

考虑不创建新的数组来保存已经抽取的元素:随机从数组中抽出一个元素,然后与最后个元素交换,相当于把这个随机抽取的元素放到了数组最后面去,表示它已经是被随机过了,同时被换走的那个元素跑到前面去了,会在后续的重复操作中被随机掉。一轮操作过后,下一轮我们只在剩下的n-1个元素也就是数组的前n-1个元素中进行相同的操作,直到进行到第一个。

演示3

5.编码实战

6.扩展思考

除了洗牌算法,还有哪些经典的排序算法?

十大排序算法

7.参考文献

参考一:由乱序播放说开了去-数组的打乱算法Fisher–Yates Shuffle

参考二:UC面试题-完美洗牌算法

相关视频PPT

8.更多讨论

1,什么是好的洗牌算法?

洗牌之后,如果能够保证每一个数出现在所有位置上的概率是相等的,那么这种算法是符合要求的;这在个前提下,尽量降低时间和空间复杂度。

2,洗牌中抽牌法指的是什么?

每次抽出一张牌,放在另一堆。把最后一张未抽的牌放在空位子上。

function shuffle_pick_1(m) //洗牌 //抽牌法

{

    //生成m张牌

    var arr = new Array(m);

    for (var i=0; i

        arr[i] = i;

    }

//每次抽出一张牌,放在另一堆。因为要在数组里抽出元素,把后面的所有元素向前拉一位,所以很耗时。

var arr2 = new Array();

for (var i=m; i>0; i--) {

var rnd = Math.floor(Math.random()*i);

arr2.push(arr[rnd]);

arr.splice(rnd,1);

}

return arr2;

}

3,洗牌中换牌法指的是什么?

第i张与任意一张牌换位子,换完一轮即可。

function shuffle_swap(m) //洗牌 //换牌法

{

    //生成m张牌

    var arr = new Array(m);

    for (var i=0; i

        arr[i] = i;

    }

//第i张与任意一张牌换位子,换完一轮即可

for (var i=0; i

var rnd = Math.floor(Math.random()*(i+1)),

temp = arr[rnd];

arr[rnd] = arr[i];

arr[i]=temp;

}

return arr;

}


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