【青训营】JS洗牌算法

2022-11-14 16:52:27 浏览数 (1)


theme: channing-cyan

题目

有几张牌张牌,用js来进行乱序排列,要保持公平性(也就是真的是乱序排列,真的乱!)。

例子1 错误示范

这里用sort方法,用随机数返回,看起来也比较容易理解,大家看看有没有什么问题。

代码语言:javascript复制
const cards = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];

function shuffle(cards) {
  return [...cards].sort(() => Math.random() > 0.5 ? -1 : 1);
}

console.log(shuffle(cards));

其实看这个截图就能看出点有点不一样。我们来测试一下它是否是真的乱。我们让它进行1000000次,让每个值进行相加,如果算法排列是均匀的,说明是真的乱序排列。

代码语言:javascript复制
const cards = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];

function shuffle(cards) {
  return [...cards].sort(() => Math.random() > 0.5 ? -1 : 1);
}

const result = Array(10).fill(0);

for(let i = 0; i < 1000000; i  ) {
  const c = shuffle(cards);
  for(let j = 0; j < 10; j  ) {
    result[j]  = c[j];
  }
}

console.log(result);

这里就可以很容易看出来这个例子是不够保证公平性的,排在前列的数值比较小,说明乱的不够充分,如果是抽奖只抽前几名的话就容易导致作者被排在后面的人打。

例子2 正确示范

这里的思路是抽取随机一张牌,放在最后一张牌的后面,再除去当前最后一张牌进行抽取,继续放到最后一张牌的后面。

我们可以通过数学归纳法来验证,如果有一张牌,被抽取的概率为100%/1,如果有俩张牌,被抽取的概率为100%/2,如果有三张牌,被抽取的概率为100%/3 这样递归下去,每张牌都是公平的。

代码语言:javascript复制
const cards = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];

function shuffle(cards) {
  const c = [...cards];
  for(let i = c.length; i > 0; i--) {
    const pIdx = Math.floor(Math.random() * i);
    [c[pIdx], c[i - 1]] = [c[i - 1], c[pIdx]];
  }
  return c;
}
console.log(shuffle(cards));

我们按照上面的验证方法也验证一下

代码语言:javascript复制
const cards = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];

function shuffle(cards) {
  const c = [...cards];
  for(let i = c.length; i > 0; i--) {
    const pIdx = Math.floor(Math.random() * i);
    [c[pIdx], c[i - 1]] = [c[i - 1], c[pIdx]];
  }
  return c;
}
console.log(shuffle(cards));
const result = Array(10).fill(0);

for(let i = 0; i < 10000; i  ) {
  const c = shuffle(cards);
  for(let j = 0; j < 10; j  ) {
    result[j]  = c[j];
  }
}
console.log(result);

优化例子2

我们可以用生成器来做,每次抽取其中一张牌,把抽出的牌通过yield方法进行抽出去,做成一个可迭代对象,最后通过...展开操作符进行展开。

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const cards = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];

function * draw(cards){
    const c = [...cards];

  for(let i = c.length; i > 0; i--) {
    const pIdx = Math.floor(Math.random() * i);
    [c[pIdx], c[i - 1]] = [c[i - 1], c[pIdx]];
    yield c[i - 1];
  }
}

const result = draw(cards);
console.log([...result]);

总结

写代码应该保证的前提是正确性,如果正确性不能保证的话,那么代码写的再简洁优雅也是徒劳。

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