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C++ algorithm之shuffle函数

article 2025/2/28 13:07:37

1.介绍

在C++中，shuffle是标准库<algorithm>头文件的一个算法函数，对容器中的元素进行随机重排。它使用随机数生成器来打乱元素的顺序。

2.shuffle的用法

shuffle的作用是对容器中的元素进行随机重排。它接受一个范围 [first, last) 和一个随机数生成器，并使用该生成器来决定元素的排列顺序。

函数原型

template< class RandomIt, class URBG >
void shuffle(RandomIt first, RandomIt last, URBG&& g);

参数：

first和last：定义洗牌的元素范围[first, last) 。

g：一个均匀随机数生成器（Uniform Random Bit Generator），例如std::mt19937。

工作原理：shuffle使用随机数生成器生成随机数，并根据这些随机数交换容器中的元素，从而实现随机重排。

3.示例

（1）随机种子

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <random>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 初始化随机数生成器
    std::random_device rd; // 用于获取随机种子
    std::mt19937 g(rd()); // Mersenne Twister 随机数生成器

    // 洗牌
    std::shuffle(vec.begin(), vec.end(), g);

    // 输出结果
    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    }
    // 可能的输出: 3 1 5 2 4（每次运行结果不同）

    return 0;
}

（2）固定种子

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <random>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 使用固定种子初始化随机数生成器
    std::mt19937 g(42); // 固定种子为 42

    // 洗牌
    std::shuffle(vec.begin(), vec.end(), g);

    // 输出结果
    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    }
    // 固定输出: 3 1 5 2 4（每次运行结果相同）

    return 0;
}