题目:
从大小为n的整数数组A中随机选出m个整数,要求每个元素被选中的概率相同。
思路:
n选m,等概率情况下,每个数被选中的概率为m/n。
方法:
初始化:从A中选择前m个元素作为初始数组;
随机选择:从第m个元素开始,依次遍历数组下标i,并通过随机生成器生成数字k(生成0~n),如果k<m,则将A[i]替换A[k]。
证明:
归纳法:假设数组A大小为n,需要选m个元素,每个元素被选中的概率为m/n。
对于初始化的m个元素而言,其选中的概率自然为m/n;
而对于第n+1个元素,该元素被选中的概率m/(n+1)(根据随机生成器),
而对于此时前m个元素,根据第n+1个元素的选中与否情况:
第n+1个没选中的概率为1-m/(n+1),则全部留下的可能性为P1:m/n*(1-m/n+1),
第n+1个被选中的概率为m/(n+1)有一个被替换后留下的可能性为P2:m/n*m/(n+1)*(m-1)/m,
总的留下概率为:P1+P2=m/(n+1)
因此得证。
代码:
#include<iostream> #include<stdlib.h> #include<time.h> #include<vector> using namespace std; void pickM(const vector<int> &A,int m,vector<int> &pick){ int n=A.size(); for(int i=0;i<m;i++){ pick.push_back(A[i]); } srand((unsigned)time(0)); for(int i=m;i<n;i++){ int k=rand()%n; if(k<m) pick[k]=A[i]; } } int main(){ int m,n; while(cin>>n>>m){ vector<int> A(n); for(int i=0;i<n;i++) cin>>A[i]; vector<int> pick; pickM(A,m,pick); for(int i=0;i<m;i++) cout<<pick[i]<<" "; cout<<endl; } return 0; }