Shuffle an Array随机与取样--力扣101算法题解笔记

9.5Shuffle an Array随机与取样

题目描述

给定一个数组，要求实现两个指令函数，第一个函数"shuffle"可以随机打乱这个数组，第二个函数"reset"可以恢复原来的顺序

输入输出样例

Input ：nums = $1, 2, 3$ , actions: $"shuffle", "shuffle", "reset"$

Output： $\[2,1,3$ , $3,2,1$ , $1,2,3$ ]

题解

采用景点的Fisher-Yates洗牌算法，原理是通过随机交换位置来实现随机打乱，有正向和反向两种写法，实现很简单。

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Solution {
    vector<int> origin;
public:
    Solution(vector<int> nums) :origin(std::move(nums)) {}

    vector<int> reset() {
        return origin;
    }

    vector<int> shuffle() {
        if (origin.empty())  return {};
        vector<int> shuffled(origin);
        int n = origin.size();
        //反向洗牌
        for (int i = n - 1; i >= 0; --i) {
            swap(shuffled[i], shuffled[rand() % (i + 1)]);
        }
        //正向洗牌（跟反向效果一样）
        //for (int i = 0; i < n; ++i) {
        //    int pos = rand() % (n - i);
        //    swap(shuffled[i], shuffled[i + pos]);
        //}
        return shuffled;
    }
};

void printVector(const vector<int>& vec) {
    cout << "[";
    for (int i = 0; i < vec.size(); ++i) {
        cout << vec[i];
        if (i != vec.size() - 1) cout << ",";
    }
    cout << "]" << endl;
}

int main() {
    // 1. 初始化原始数组（对应样例输入nums = [1,2,3]）
    vector<int> nums = { 1, 2, 3 };

    // 2. 创建Solution对象（注意：Solution solution(); 是函数声明，不是对象创建！）
    Solution solution(nums);

    // 3. 设置随机数种子（否则每次运行shuffle结果都一样）
    srand((unsigned)time(NULL));

    // 4. 模拟样例操作：shuffle → shuffle → reset
    cout << "第一次shuffle结果：";
    printVector(solution.shuffle()); // 输出随机打乱的数组（如[2,1,3]）

    cout << "第二次shuffle结果：";
    printVector(solution.shuffle()); // 输出另一个随机打乱的数组（如[3,2,1]）

    cout << "reset结果：";
    printVector(solution.reset());   // 输出原始数组[1,2,3]

    return 0;
}