在c#中随机化泛型列表顺序的最佳方法是什么?我在一个列表中有一个有限的75个数字集,我想随机分配一个顺序,以便为彩票类型的应用程序绘制它们。


当前回答

这是我最喜欢的shuffle方法,当不需要修改原始的时候。它是Fisher-Yates“由内到外”算法的变体,适用于任何可枚举序列(源的长度不需要从一开始就知道)。

public static IList<T> NextList<T>(this Random r, IEnumerable<T> source)
{
  var list = new List<T>();
  foreach (var item in source)
  {
    var i = r.Next(list.Count + 1);
    if (i == list.Count)
    {
      list.Add(item);
    }
    else
    {
      var temp = list[i];
      list[i] = item;
      list.Add(temp);
    }
  }
  return list;
}

该算法还可以通过分配一个从0到length - 1的范围来实现,并通过将随机选择的索引与最后一个索引交换来随机耗尽索引,直到所有索引都被选中一次。上面的代码完成了完全相同的事情,但没有额外的分配。非常简洁。

With regards to the Random class it's a general purpose number generator (and If I was running a lottery I'd consider using something different). It also relies on a time based seed value by default. A small alleviation of the problem is to seed the Random class with the RNGCryptoServiceProvider or you could use the RNGCryptoServiceProvider in a method similar to this (see below) to generate uniformly chosen random double floating point values but running a lottery pretty much requires understanding randomness and the nature of the randomness source.

var bytes = new byte[8];
_secureRng.GetBytes(bytes);
var v = BitConverter.ToUInt64(bytes, 0);
return (double)v / ((double)ulong.MaxValue + 1);

生成随机双精度(仅在0和1之间)的目的是用于扩展到整数解。如果你需要从一个基于随机双x的列表中选择一个东西,它总是0 <= x && x < 1是很简单的。

return list[(int)(x * list.Count)];

享受吧!

其他回答

通过使用元组进行交换,可以使Fisher-Yates shuffle更加简洁和富有表现力。

private static readonly Random random = new Random();

public static void Shuffle<T>(this IList<T> list)
{
    int n = list.Count;
    while (n > 1)
    {
        n--;
        int k = random.Next(n + 1);
        (list[k], list[n]) = (list[n], list[k]);
    }
}

您可以使用这个简单的扩展方法来实现这一点

public static class IEnumerableExtensions
{

    public static IEnumerable<t> Randomize<t>(this IEnumerable<t> target)
    {
        Random r = new Random();

        return target.OrderBy(x=>(r.Next()));
    }        
}

你可以通过下面的步骤来使用它

// use this on any collection that implements IEnumerable!
// List, Array, HashSet, Collection, etc

List<string> myList = new List<string> { "hello", "random", "world", "foo", "bar", "bat", "baz" };

foreach (string s in myList.Randomize())
{
    Console.WriteLine(s);
}

编辑 RemoveAt是我以前版本的一个弱点。这个解决方案克服了这个问题。

public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(
        this IEnumerable<T> source,
        Random generator = null)
{
    if (generator == null)
    {
        generator = new Random();
    }

    var elements = source.ToArray();
    for (var i = elements.Length - 1; i >= 0; i--)
    {
        var swapIndex = generator.Next(i + 1);
        yield return elements[swapIndex];
        elements[swapIndex] = elements[i];
    }
}

请注意可选的Random生成器,如果Random的基本框架实现不是线程安全的,或者加密性不够强,您可以将您的实现注入到操作中。

在这个答案中可以找到线程安全的加密强随机实现的合适实现。


这里有一个想法,以一种(希望)有效的方式扩展IList。

public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(this IList<T> list)
{
    var choices = Enumerable.Range(0, list.Count).ToList();
    var rng = new Random();
    for(int n = choices.Count; n > 1; n--)
    {
        int k = rng.Next(n);
        yield return list[choices[k]];
        choices.RemoveAt(k);
    }

    yield return list[choices[0]];
}

你的问题是如何随机化一个列表。这意味着:

所有独特的组合都应该是可能发生的 所有唯一的组合应该出现在相同的分布(也就是无偏倚)。

由于“随机”,这个问题的大量答案不满足上述两个要求。

下面是一个紧凑的、无偏倚的伪随机函数,遵循Fisher-Yates shuffle方法。

public static void Shuffle<T>(this IList<T> list, Random rnd)
{
    for (var i = list.Count-1; i > 0; i--)
    {
        var randomIndex = rnd.Next(i + 1); //maxValue (i + 1) is EXCLUSIVE
        list.Swap(i, randomIndex); 
    }
}

public static void Swap<T>(this IList<T> list, int indexA, int indexB)
{
   var temp = list[indexA];
   list[indexA] = list[indexB];
   list[indexB] = temp;
}

这里是Fisher-Yates shuffle的实现,允许指定返回的元素数量;因此,在获取所需数量的元素之前,没有必要首先对整个集合进行排序。

交换元素的顺序与默认值相反;从第一个元素到最后一个元素,因此检索集合的一个子集与洗牌整个集合产生相同的(部分)序列:

collection.TakeRandom(5).SequenceEqual(collection.Shuffle().Take(5)); // true

该算法基于Durstenfeld在维基百科上的(现代)Fisher-Yates shuffle。

public static IList<T> TakeRandom<T>(this IEnumerable<T> collection, int count, Random random) => shuffle(collection, count, random);
public static IList<T> Shuffle<T>(this IEnumerable<T> collection, Random random) => shuffle(collection, null, random);
private static IList<T> shuffle<T>(IEnumerable<T> collection, int? take, Random random)
{
    var a = collection.ToArray();
    var n = a.Length;
    if (take <= 0 || take > n) throw new ArgumentException("Invalid number of elements to return.");
    var end = take ?? n;
    for (int i = 0; i < end; i++)
    {
        var j = random.Next(i, n);
        (a[i], a[j]) = (a[j], a[i]);
    }

    if (take.HasValue) return new ArraySegment<T>(a, 0, take.Value);
    return a;
}