C语言中的蓄水池抽样算法：高效随机抽样

C语言中的蓄水池抽样算法：高效随机抽样

蓄水池抽样算法是一种用于从一个数据流中随机选择固定数量的元素的算法。在C语言中，我们可以使用该算法来解决需要从大规模数据流中进行随机抽样的问题。本文将详细介绍蓄水池抽样算法的原理，并提供相应的源代码实现。

算法原理：
蓄水池抽样算法通过维护一个大小为k的蓄水池来实现随机抽样。假设数据流中的元素总数为n，我们的目标是从中随机选择k个元素。

1. 初始化蓄水池：创建一个大小为k的数组，用于保存抽样结果。
2. 将前k个元素直接放入蓄水池中。
3. 对于第i个元素（i > k），以概率k/i决定是否将其替换蓄水池中的元素。具体步骤如下：
   • 生成一个介于[0, i]的随机整数r。
   • 如果r的值小于k，则用第i个元素替换蓄水池中的第r个元素。

源代码实现：

#include <stdio.h>
#i