Leetcode: 384.打乱数组
题目描述
打乱一个没有重复元素的数组。
示例:
// 以数字集合 1, 2 和 3 初始化数组。
int[] nums = {1,2,3};
Solution solution = new Solution(nums);
// 打乱数组 [1,2,3] 并返回结果。任何 [1,2,3]的排列返回的概率应该相同。
solution.shuffle();
// 重设数组到它的初始状态[1,2,3]。
solution.reset();
// 随机返回数组[1,2,3]打乱后的结果。
solution.shuffle();
思路
思路1:复制数组+移除
复制一个新数组,然后随机置入数组,将置入数组的数移除
思路2:Fisher–Yates shuffle
遍历数组,随机化得到一个从当前位置到最后位置的数进行交换,该方法产生n!种可能,但是如果采用随机产生两个随机数则是错的,其产生的可能性为$n^n$,简单证明为n!可能不能被$n^n$整除
代码
代码1: 复制数组+移除
class Solution {
private int[] nums;
private int[] origins;
private Random rand = new Random();
public Solution(int[] nums) {
this.nums = nums;
origins = this.nums.clone();
}
/** Resets the array to its original configuration and return it. */
public int[] reset() {
this.nums = this.origins;
this.origins = this.origins.clone();
return this.nums;
}
/** Returns a random shuffling of the array. */
public int[] shuffle() {
List copyList = new ArrayList<>();
for(int num: this.nums){
copyList.add(num);
}
for(int i = 0; i < this.nums.length; i++){
int removeIndex = rand.nextInt(copyList.size());
this.nums[i] = copyList.get(removeIndex);
copyList.remove(removeIndex);
}
return this.nums;
}
}
代码2
class Solution {
private int[] nums;
private int[] origins;
private Random rand = new Random();
public Solution(int[] nums) {
this.nums = nums;
origins = this.nums.clone();
}
/** Resets the array to its original configuration and return it. */
public int[] reset() {
this.nums = this.origins;
this.origins = this.origins.clone();
return this.nums;
}
/** Returns a random shuffling of the array. */
public int[] shuffle() {
for(int i = 0; i < this.nums.length; i++){
int swapIndex = rand.nextInt(this.nums.length - i) + i;
int temp = this.nums[i];
this.nums[i] = this.nums[swapIndex];
this.nums[swapIndex] = temp;
}
return this.nums;
}
}
复杂度分析
思路1时间复杂度
$O(n^2)$
思路1空间复杂度
$O(n)$
思路2时间复杂度
$O(n)$没有了移除操作
思路1空间复杂度
$O(n)$