2018-03-05 14:06:40

問題描述：給出一個數據流，這個數據流的長度很大或者未知。并且對該數據流中數據只能訪問一次。請寫出一個隨機選擇算法，使得數據流中所有數據被選中的概率相等。

問題求解：如果是長度已知或者有限的問題，那么可以使用樸素的方法，先遍歷一遍得到的長度。然后在得到長度后可以使用隨機算法得到一個隨機的index。

但是本題已經明確指出數據流長度很大或者未知，也就是說只能遍歷一次，而且要保證每個數被挑選的概率相等。

標準解法是使用Reservoir Sampling算法，該算法由Knuth的學生在斯坦福讀計算機博士時想出來。

算法描述：

相關問題：

• 382. Linked List Random Node

問題描述：

問題求解：

public class Solution {ListNode head;Random rand;/** @param head The linked list's head.Note that the head is guaranteed to be not null, so it contains at least one node. */public Solution(ListNode head) {this.head = head;this.rand = new Random();}/** Returns a random node's value. */public int getRandom() {int k = 1;ListNode cur = head;List<Integer> reservoir = new ArrayList<>();int i = 0;while (i < k && cur != null) {reservoir.add(cur.val);cur = cur.next;i++;}i++;while (cur != null) {if (rand.nextInt(i) < k) {reservoir.set(rand.nextInt(k), cur.val);}i++;cur = cur.next;}return reservoir.get(0);} }

• 398. Random Pick Index

問題描述：

問題求解：

如果僅存在一個數，那么將之index返回，如果存在多個數，其index的返回值需要是等概率的，也就是說對于k個相同的數，我們需要每個index的返回概率為1/k。根據蓄水池算法，我們首先要建立一個大小為1的池子，然后對每個出現的target的index以當前出現個數的概率選擇他，然后從池中隨機挑選一個數來與它交換，由于池中僅有一個值，因此只需要將res的值變為挑選值即可。

public class RandomPickIndex {int[] nums;Random ran;public RandomPickIndex(int[] nums) {this.nums = nums;ran = new Random();}public int pick(int target) {int res = -1;int cnt = 0;for (int i = 0; i < nums.length; i++) {if (nums[i] != target) continue;if (ran.nextInt(++cnt) == 0) res = i;}return res;} }

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轉載于:https://www.cnblogs.com/TIMHY/p/8508759.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的蓄水池抽样算法 Reservoir Sampling的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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