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'orderby(x => r.next())`弄列表的聰明方法嗎?

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DDD原創
2025-01-31 19:01:08565瀏覽

Is `OrderBy(x => r.Next())` a Smart Way to Shuffle a List?

OrderBy(x => r.Next())洗牌列表是否明智?

在討論洗牌算法時,有人建議使用以下代碼:

<code class="language-csharp">var r = new Random();
var shuffled = ordered.OrderBy(x => r.Next());</code>

評估

這種方法並非理想的洗牌方法。雖然它為每個元素生成唯一的隨機數,但它是一個O(n log n)操作,而存在更有效的O(n)算法。

工作原理

本質上,此方法將隨機數分配給元素,並根據這些數字對它們進行排序。這確保每個元素出現在不同的位置,但位置實際上是由生成的隨機數決定的。

替代方法

建議使用Durstenfeld版本的Fisher-Yates洗牌算法,該算法直接交換元素。可以使用類似這樣的擴展方法實現:

<code class="language-csharp">public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(this IEnumerable<T> source, Random rng)
{
    T[] elements = source.ToArray();
    for (int i = elements.Length - 1; i >= 0; i--)
    {
        int swapIndex = rng.Next(i + 1);
        yield return elements[swapIndex];
        elements[swapIndex] = elements[i];
    }
}</code>

性能優化

為了進一步優化性能,可以在洗牌時立即返回元素,從而減少不必要的工作: (這段代碼與上一段代碼完全相同,重複了)

<code class="language-csharp">public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(this IEnumerable<T> source, Random rng)
{
    T[] elements = source.ToArray();
    for (int i = elements.Length - 1; i >= 0; i--)
    {
        int swapIndex = rng.Next(i + 1);
        yield return elements[swapIndex];
        elements[swapIndex] = elements[i];
    }
}</code>

重要說明

務必使用合適的Random實例,以避免多次生成相同的數字序列,並保持線程安全。

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