Java中具有固定平均值的隨機整數數組

Question

我需要創建一個隨機整數數組，它們的總和是1000000，這些數字的平均值是3。該數組中的數字可以重復，並且數組的長度可以是任何數字。

我能夠找到隨機整數的數組，它們的總和是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數為3的隨機數。

Answer 1

這在數學上是不可能的：

您正在尋找n個值，其總和為1000000，它們的平均值為3，即1000000 / n。 因為n只能取整數值，所以這是不可能的。

Answer 2

如果將它們限制為平均值和隨機數，則必須將它們限制為一個值范圍。 范圍為1到5（中位數為3）似乎是合理的。 同樣合理的是平滑的分布，它給出已知的總計和平均值。

這個簡單的代碼將完成所有操作：

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);

輸出：

1000000

---

請注意，當總數為1000000時，從數學1000000/3 ，平均值不可能精確為 3 （因為1000000/3的余數為1/3 ），但是此代碼非常接近：

1000000/333334 => 2.999994

Answer 3

我將遍歷列表兩次，如果將這兩個位置的整數相加並除以2 == 3，則返回，否則，增加整數。

Answer 4

我認為您需要編寫一個簡單的平均函數，例如：

public double average(ArrayList<Integer> array){

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

然后在您的代碼中使用它，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;
    }
}

這個想法是，每次我們向數組添加一個新數字時，我們都會檢查平均值是否可以除以3，否則，我們會退出while循環。

為了讓我們知道算法是否運行良好，我們需要在最后檢查isDone變量。

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所說，在數學上不可能使平均值精確為3，而總和為100萬。

平均值=總和/元素數。 這意味着元素數=總和/平均值。

在這種情況下，它將需要1000000/3 = 333333.（3）個元素。 由於您不能擁有值為3的元素的三分之一，這意味着您的平均值或總和將需要稍微偏離目標才能與之匹配。 不太明顯需要的差異肯定是平均值，因為它只需要一個單位的百萬分之一，即3.000001，您就能使333333個元素總計為1000000

Answer 6

這個問題有很多答案，但是可以說我們希望隨機數最大為10（可以更改）。 我想這會給人滿意的答案。

import java.util.Random;

導入java.util.ArrayList;

公共類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);
}

}