蓄水池抽樣


蓄水池抽樣是一種隨機演算法。在這個演算法中,從包含 n 個不同專案的列表中選擇 k 個專案。

我們可以透過建立一個大小為 k 的陣列作為蓄水池來解決這個問題。然後從主列表中隨機選擇一個元素,並將該元素放入蓄水池列表中。當一個專案被選中一次後,它將不會被再次選中。但這種方法並不有效,我們可以透過這種方法增加複雜度。

在蓄水池列表中,從列表中複製前 k 個專案,現在從列表中的第 (k+1) 個數字開始,逐個進行,假設當前選擇的專案放在索引 i 處。從 0 到 i 中找到一個隨機索引,並將其儲存到 j 中,如果 j 在 0 到 k 的範圍內,則將 reservoir[j] 與 list[i] 交換。

輸入和輸出

Input:
The list of integers: {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}, The value of k = 6
Output:
K-Selected items in the given array: 8 2 7 9 12 6

演算法

chooseKItems(array, n, k)

輸入:陣列、陣列中的元素數量、要選擇的元素數量。

輸出:隨機選擇 k 個元素。

Begin
   define output array of size [k]
   copy k first items from array to output

   while i < n, do
      j := randomly choose one value from 0 to i
      if j < k, then
         output[j] := array[i]
      increase i by 1
   done
   display output array
End

示例

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;

void display(int array[], int n) {
   for (int i = 0; i < n; i++)
      cout << array[i] << " ";
}

void chooseKItems(int array[], int n, int k) {        //it will choose k items from the array
   int i;
   int output[k];
   for (i = 0; i < k; i++)
      output[i] = array[i];

   srand(time(NULL));        //use time function to get different seed value

   while(i < n) {
      int j = rand() % (i+1);         //random index from 0 to i

      if (j < k)          //copy ith element to jth element in the output array
         output[j] = array[i];
      i++;
   }

   cout << "K-Selected items in the given array: ";
   display(output, k);
}

int main() {
   int array[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12};
   int n = 12;
   int k = 6;
   chooseKItems(array, n, k);
}

輸出

K-Selected items in the given array: 8 2 7 9 12 6

更新於: 2020年6月17日

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