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2023-07-01 05:40:33 深夜i -- --

C++ 洗牌算法设计思路

洗牌算法是用于打乱一组数据的算法，C++语言中有许多种洗牌算法。而在实现中，我们需要考虑其效率、正确性和可读性等因素。下面我们就来详细介绍一下C++洗牌算法的设计思路。

1. Fisher–Yates算法

Fisher–Yates算法也叫做Knuth-Shuffle算法，是一种常见的洗牌算法。其基本思路是，从数组末尾开始，每次从未洗过的元素中随机选一个与未洗过的元素交换位置。该算法的代码实现如下：


void fisher_yates_shuffle(int arr[], int n){
  for(int i=n-1; i>=1; i--){
    int j=rand()%(i+1);
    swap(arr[i], arr[j]);
  }
}

2. Durstenfeld算法

Durstenfeld算法基于Fisher-Yates算法。不同于Fisher-Yates算法，Durstenfeld算法每次交换的是当前元素与之后的随机元素。该算法的实现如下：


void durstenfeld_shuffle(int arr[], int n){
  for(int i=0; i<n-1; i++){
    int j=rand()%(n-i)+i;
    swap(arr[i], arr[j]);
  }
}

3. Sattolo算法

Sattolo算法也是一种洗牌算法，与Fisher-Yates算法相似，每个元素会与随机生成的下标大于当前元素下标的元素交换位置。该算法的实现如下：


void sattolo_shuffle(int arr[], int n){
  for(int i=n-1; i>0; i--){
    int j=rand()%i;
    swap(arr[i-1], arr[j]);
  }
}

4. Knuth算法

Knuth算法是洗牌算法中效率最高的一种，它也与Fisher-Yates算法类似，但是在每次交换前进行判断，能够避免自己和自己交换的情况，从而避免了代码中多余的交换操作。该算法的实现如下：


void knuth_shuffle(int arr[], int n){
  for(int i=n-1; i>0; i--){
    int j=rand()%(i+1);
    if(i!=j) swap(arr[i], arr[j]);
  }
}

以上就是C++洗牌算法的主要几种设计思路。这些算法虽然实现方法略有不同，但都能够达到打乱数组数据的效果。在选择算法时，需要考虑算法的效率和代码的可读性，以便在具体的业务场景中发挥更好的作用。

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