Java中具有固定平均值的随机整数数组

Question

我需要创建一个随机整数数组，它们的总和是1000000，这些数字的平均值是3。该数组中的数字可以重复，并且数组的长度可以是任何数字。

我能够找到随机整数的数组，它们的总和是1000000。

    ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>();

    int a = 1000000;
    Random rn = new Random();
    while (a >= 1)
    {
        int answer = rn.nextInt(a) + 1;
        array.add(answer);
        a -= answer;
    }

但是，我不知道如何找到平均数为3的随机数。

Answer 1

这在数学上是不可能的：

您正在寻找n个值，其总和为1000000，它们的平均值为3，即1000000 / n。 因为n只能取整数值，所以这是不可能的。

Answer 2

如果将它们限制为平均值和随机数，则必须将它们限制为一个值范围。 范围为1到5（中位数为3）似乎是合理的。 同样合理的是平滑的分布，它给出已知的总计和平均值。

这个简单的代码将完成所有操作：

List<Integer> numbers = new ArrayList<>(333334); // 1000000 / 3
// one instance of 5 must be omitted to make total exactly 1000000
numbers.addAll(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
for (int i = 0; i < 333330; i++)
    numbers.add((i % 5) + 1); // add 1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,etc
Collections.shuffle(numbers);

// Check sum is correct
numbers.stream().reduce((a,b) -> a + b).ifPresent(System.out::println);

输出：

1000000

---

请注意，当总数为1000000时，从数学1000000/3 ，平均值不可能精确为 3 （因为1000000/3的余数为1/3 ），但是此代码非常接近：

1000000/333334 => 2.999994

Answer 3

我将遍历列表两次，如果将这两个位置的整数相加并除以2 == 3，则返回，否则，增加整数。

Answer 4

我认为您需要编写一个简单的平均函数，例如：

public double average(ArrayList<Integer> array){

    long sum = 0;
    int count = 0;
    for (Integer item : array){
        sum += item;
        count++;
    }
    return sum/count;
}

然后在您的代码中使用它，例如：

ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>();

int a = 1000000;
Random rn = new Random();
boolean isDone = true;
while (a >= 1)
{
    int answer = rn.nextInt(a) + 1;
    array.add(answer);
    a -= answer;
    if (average(array) % 3 != 0){
       isDone = false;
       break;
    }
}

这个想法是，每次我们向数组添加一个新数字时，我们都会检查平均值是否可以除以3，否则，我们会退出while循环。

为了让我们知道算法是否运行良好，我们需要在最后检查isDone变量。

更有效的方法是：

ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>();

int a = 1000000;
Random rn = new Random();
boolean isDone = true;
long sum = 0;
while (a >= 1)
{
    int answer = rn.nextInt(a) + 1;
    array.add(answer);
    a -= answer;
    sum += answer;
    if ((sum/array.size()) % 3 != 0){
       isDone = false;
       break;
    }
}

Answer 5

正如GökerGümüş所说，在数学上不可能使平均值精确为3，而总和为100万。

平均值=总和/元素数。 这意味着元素数=总和/平均值。

在这种情况下，它将需要1000000/3 = 333333.（3）个元素。 由于您不能拥有值为3的元素的三分之一，这意味着您的平均值或总和将需要稍微偏离目标才能与之匹配。 不太明显需要的差异肯定是平均值，因为它只需要一个单位的百万分之一，即3.000001，您就能使333333个元素总计为1000000

Answer 6

这个问题有很多答案，但是可以说我们希望随机数最大为10（可以更改）。 我想这会给人满意的答案。

import java.util.Random;

导入java.util.ArrayList;

公共类RandomSumAverage {

public static void main(String[] args) {

    Random random = new Random();
    ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<Integer>();
    double sum = 0;
    double avg = 0;
    int k = 1;
    while (sum < 1000000) {
        avg = sum / k;
        if (avg < 3) {
            int element = random.nextInt(10)+1;
            sum += element;
            arr.add(element);
            k++;
        } else {
            int element = random.nextInt(3)+1;
            sum += element;
            arr.add(element);
            k++;
        }
    }
    System.out.println(arr);
    System.out.println(sum);
    System.out.println(avg);
}

}