随机数数组优化

Question

我有一个生成随机数数组的函数。 它可以工作，但是我认为对大数字它可能工作缓慢。 有没有一种方法可以对其进行优化？

 function renerateRandomNumbers(maxNumber, randomNumbersCount) { let i; const arrResult = []; for (i = 0; i < randomNumbersCount; i++) { let rand = Math.random() * (maxNumber); rand = Math.round(rand); if (arrResult.indexOf(rand) === -1 ) { arrResult.push(rand); } else { i--; } } return arrResult; } 

Answer 1

您的代码的问题在于，复杂度会以几何方式增长，因为它有机会生成已经被多次选择的数字。

我们需要实现的是在每次迭代中获取数字，以使迭代计数等于randomNumbersCount 。

如何避免多个相同的随机数？

假设您要有0-10个范围内的5个随机数

第一次迭代

1. 创建具有值var candidates = [0,1...10]的数组

2. 产生随机数，假设为0

3. 在结果中存储candidates[0]数字candidates[0]

4. 从candidates删除0 。 为了对candidates数组进行有效的重新索引，我们将把candidates[candidates.length - 1]放入candidates[0]并删除candidates[candidates.length - 1]

5. 然后将执行此操作randomNumbersCount次。

第二次迭代

1. 我们的候选数组现在为[10,1,2,3,4,5,6,7,8,9]

2. 生成随机数，再说一次0 。 哇，我们生成了相似的随机数，但是那又如何呢？

3. 我们的结果中有0 ，但是candidates[0]不再是0 candidates[0]现在是10

4. 因此我们挑选candidates[0]是10 ，并且将其存储，并从候选中移除。 将candidates[candidates.length - 1] （ 9 ）放入candidates[0]并删除candidates[candidates.length - 1]

5. 我们的结果是[0，10]

第三次迭代

1. 我们的candidates现在是[9,1,2,3,4,5,6,7,8]

2. 产生随机数，假设为0

3. 我们不再担心，因为我们知道candidates[0]是9

4. 添加candidates[0] （女巫为9 ），我们正在保存结果，并将其从candidates删除

5. 我们的结果是[0,10,9] ， candidates是[8,1,2,3,4,5,6,7]

等等

BTW的实现比解释要短得多：

 function renerateRandomNumbers(maxNumber, randomNumbersCount) { var candidates = [...Array(maxNumber).keys()]; return Array(randomNumbersCount).fill() .map(() => { const randomIndex = Math.floor(Math.random() * candidates.length) const n = candidates[randomIndex] candidates[randomIndex] = candidates[candidates.length - 1] candidates.length = candidates.length - 1 return n }) .sort((a, b) => a - b) // sort if needed } console.log (renerateRandomNumbers(10, 5)) 

Answer 2

编辑 -对于任何未来的用户，@ ScottSauyet的解决方案应该是公认的答案。 它是比我的解决方案更有效的解决方案。

我认为解决该问题的算法上最有效的方法是从0-maxNumber生成所有可能数字的列表，对数组（ O(n) ）进行混洗，然后从混randomNumbersCount的数组中获取第一个randomNumbersCount数字。 它看起来像下面的样子：

 function shuffleArray(array) { for (let i = array.length - 1; i > 0; i--) { const j = Math.floor(Math.random() * (i + 1)); [array[i], array[j]] = [array[j], array[i]]; } } function generateRandomNumbers(maxNumber, randomNumbersCount) { var possibleNumbers = []; // populate array with all possible values for (var i = 0; i <= maxNumber; i++) { possibleNumbers.push(i); } // shuffle the array to get a random order of the possible numbers O(n) shuffleArray(possibleNumbers); // trim the array down to only the first n numbers where n = randomNumbersCount possibleNumbers.length = randomNumbersCount; return possibleNumbers; } console.log (generateRandomNumbers(10, 5)); console.log (generateRandomNumbers(10, 5)); console.log (generateRandomNumbers(10, 5)); 

Answer 3

方案的解决方案是相当有效的，但仅当所寻求的数量非常接近最大数量时才有效。 如果您的计数明显较小，则可能会出现问题，因为解决方案为O(m + n) ，其中m为最大值， n为所需计数。 在空间上也是O(m) 。 如果m大，这可能是个问题。

一个变体可以通过做相同的事情来使它在时间和空间上大约为O(n) ，但是当我们到达count项时，并且不预先填充数组而是默认为其索引，就可以停止随机播放。

 function venerateRandomNumbers(max, count) { // todo: error if count > max const arr = new Array(max + 1) for (let i = max; i > max - count; i--) { const j = Math.floor(Math.random() * (i + 1)) const temp = arr[j] || j arr[j] = arr[i] || i arr[i] = temp } return arr.slice(-count) } console.log(venerateRandomNumbers(1000000, 10)) 

您可以在repl.it上查看性能比较