一、shuffle函数是什么
shuffle是C++STL(标准模板库)中的一个函数模板,它能构建一组乱序的序列。该模板函数定义在
templatevoid shuffle(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, UniformRandomBitGenerator&& g);
其中,RandomAccessIterator表示指向序列的迭代器,first和last分别指定了被重排的元素的范围。UniformRandomBitGenerator是一个随机数生成器引用(可以是任意支持括号运算符的对象或函数),用于提供随机化的数据源。
二、shuffle函数的使用方法
该函数的使用非常简单,首先定义一个数组或者向量等存储有序序列,然后调用shuffle函数随机打乱该序列,例如:
#include <iostream> #include <algorithm> #include <vector> #include <time.h> using namespace std; int main(){ vector<int> v(10); for (int i = 0; i < 10; i++){ v[i] = i+1; } srand(time(NULL)); //设置随机种子 random_shuffle(v.begin(), v.end()); //乱序序列 for (int i = 0; i < 10; i++){ cout << v[i] << " "; } cout << endl; return 0; }
注意需要调用srand函数设置随机数的种子。其实,C++11中也定义了一个新函数shuffle,调用方式如下:
#include <iostream> #include <algorithm> #include <vector> #include <random> #include <time.h> using namespace std; int main(){ vector<int> v(10); for (int i = 0; i < 10; i++){ v[i] = i+1; } default_random_engine e(time(0)); //设置随机种子 shuffle(v.begin(), v.end(), e); //乱序序列 for (int i = 0; i < 10; i++){ cout << v[i] << " "; } cout << endl; return 0; }
这里用C++11标准库提供的default_random_engine作为随机数生成器,可以不必调用srand函数。
三、cshuffle函数的实现
实际上,shuffle函数底层调用的是cshuffle函数,cshuffle函数是一个纯C函数,定义在
其定义如下:
void cshuffle(void* base, size_t count, size_t size);
cshuffle函数以void指针作为输入,可以接受任意类型的数组,其中,base表示数组的首元素地址,count表示数组中元素的个数,size表示数组的元素大小。下面给出cshuffle函数的c++实现:
#include <iostream> #include <algorithm> #include <vector> #include <time.h> using namespace std; void cshuffle(void* base, size_t count, size_t size){ for(size_t i=count-1;i>0;i--){ size_t j=rand() % (i+1); if(i!=j){ void* p1=(char*)base+i*size; void* p2=(char*)base+j*size; swap(p1,p2); } } } int main(){ int a[]={1,2,3,4,5}; size_t len=sizeof(a)/sizeof(a[0]); cshuffle(a,len,sizeof(int)); //乱序序列 for(size_t i=0; i<len; i++){ cout<<a[i]<<" "; } cout<<endl; return 0; }
四、小结
shuffle函数能够方便快捷地构建乱序序列,在使用前需要设置随机种子。
cshuffle函数是shuffle函数的底层实现,在底层使用了随机交换元素的方法,实现了打乱序列的效果。
总之,shuffle函数的使用方式非常简便,cshuffle函数的实现方法能深入理解shuffle函数的底层实现。