[程序员代码面试指南]第9章-蓄水池算法

题目描述

  • 从N个元素中随机抽取k个元素,但的k个数无法事先确定。
  • 在实际应用中,往往会遇到很大数据流的情况。因此,我们无法先保存整个数据流然后再从中选取,而是期望有一种将数据流遍历一遍就得到所选取的元素,并且保证得到的元素是随机的算法。
  • 特别地,此题元素为1-N。

解题思路

  • 蓄水池算法。

    1. 先选取个元素中的前k个元素,保存在集合中;
    2. 从第i(i>k)个元素开始,每次先以k/i概率选择是否让第i个元素留下。若第i个元素存活,则从集合中k个元素随机扔掉一个,并将该元素放入集合;否则直接扔掉该元素;
    3. 重复1或2,直到结束。最后集合中剩下的就是保证随机抽取的k个元素。
  • 证明:此种方法保证在选第N号球时,从i号球被选中到第N号球的过程中,第i号球最终留在袋子的概率是(k/i)(i/i+1)(i+1/i+2)....(N-1)/N=k/N

代码

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        int k=5,N=1000;
        int[] arr=new int[k];
        arr=getKNumsRandom(k,N);
        for(int i=0;i<k;++i) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }

    public static int[] getKNumsRandom(int k,int N) {
        int arr[]=new int[k];
        for(int i=0;i<k;++i) {
            int num=i+1;
            arr[i]=num;
        }
        for(int i=k;i<N;++i) {
            int num=i+1;//
            if(rand(num)<=k) {//替换
                arr[rand(k)-1]=num;
            }
        }
        return arr;
    }

    public static int rand(int max) {
        int test=(int)(Math.random()*max)+1;
        return (int)(Math.random()*max)+1;//随机返回[1,max]的一个值
    }
}

原文地址:https://www.cnblogs.com/coding-gaga/p/10887347.html

时间: 2024-10-09 09:43:36

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