随机地从n个数中选取m个数。要求每个元素被选中的概率相等。(Java)

随机地从大小为n个数中选取m个数。要求每个元素被选中的概率相等?

分析:这道题目和随机洗牌算法类似,只需要随机选取1个元素, 然后在剩下的元素里面随机选取下一个元素,不断这样操作即可。

这样做能保证每个元素选中的概率一样吗?也就是选中每个元素的概率都是1/n? 答案是YES,让我们来做一下简单的计算。

选第1个元素:在n个中随机选,因此概率为1/n

选第2个元素:在剩下的n-1个中随机选:1/(n-1),由于第1次没有选中它, 而是在另外n-1个中选:(n-1)/n,因此概率为:(n-1)/n * 1/(n-1) = 1/n

选第3个元素:同上:(n-1)/n * (n-2)/(n-1) * 1/(n-2) = 1/n

。。。。。

因此,按照这种方法选取k个元素,每个元素都是以1/n的概率被选出来的

基本思想:
首先在下标0—n之间随机生成一个下标,将这个下标对应的数和数组的第一个数交换位置;然后从小标1----n之间随机生成一个数,将下标对应的数和数组的第二个数交换位置。依次这样下去,知道找出m个数。

public class RandomM {
    
      
  
    public static void main(String[] args) {
    
      
        // TODO Auto-generated method stub  
        int[] arr=new int[10];  
        for(int i=0;i<10;i++){
    
      
            arr[i]=i;  
        }  
        for(int n: selectM(arr, 5)){
    
      
            System.out.println(n);  
        }  
    }  
      
    //从长度为n的数组中随机的选择m个整数  
    public static int[] selectM(int[] arr,int m){
    
      
        int len=arr.length;  
        if(m>arr.length)  
            throw new RuntimeException("xxxxx");  
        int[] res=new int[m];  
        for(int i=0;i<m;i++){
    
      
            int randomIndex=len-1-new Random().nextInt(len-i);  
            res[i]=arr[randomIndex];  
            int tmp=arr[randomIndex];  
            arr[randomIndex]=arr[i];  
            arr[i]=tmp;  
        }  
        return res;  
    }  
  
}

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