生成指定范围内无重复的随机乱序数组（JAVA实现/时间复杂度为O(n)）

最新推荐文章于 2024-04-28 18:49:50 发布

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分类专栏：算法文章标签： java 算法数据结构 java集合随机

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本文介绍了一种在最差情况下时间复杂度为O(n)的随机数组生成算法，并提供了一个简洁的实现方式。该算法能够在指定范围内生成指定长度的随机数组，同时确保随机性的均匀分布。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

public static int[] makeRandomArray1(Random rand, int size, int randMin, int randMax) {

    //参数合法性检查
    Objects.requireNonNull(rand, "rand不可为空");
    if (size < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("size必须大于0，size==" + size);
    }
    if (randMax < randMin) {
        throw new IllegalArgumentException(String.format(
                "max必须大于或等于min，randMin==%d,，randMax==%d",
                randMin, randMax));
    }
    if (randMax - randMin + 1 < size) {
        throw new IllegalArgumentException(String.format(
                "[randMin,randMax]范围内不足size个数，size==%d, randMin==%d, randMax==%d",
                size, randMin, randMax));
    }

    //算法核心部分
    int[] randArray = new int[size];
    Map<Integer, Integer> conversion = new HashMap<>();

    for (int i = 0, upper = randMax - randMin + 1; i < size; i++, upper--) {
        int key = rand.nextInt(upper);
        int val = conversion.getOrDefault(key, key);

        randArray[i] = val + randMin;

        conversion.put(key, conversion.getOrDefault(upper - 1, upper - 1));
        conversion.remove(upper - 1); //这一行只是为了节约内存，少了也不影响程序的正确性
    }

    return randArray;
}

要实现最差情况下时间复杂度为O(n)的算法，算法的性能必须不能因为size和randMin～randMax的相对大小而导致冲突次数增多而到时多次重试，进而增加时间复杂度，但也不能为了保证时间复杂度而违反随机这一原则（即要保证概率均等）。

如果你不介意运行效率，只想保证程序的正确性和编码的简单明了，那么其实可以用仅仅一行代码来实现。

public static int[] makeRandomArray2(Random rand, int size, int randMin, int randMax) {
    //省略参数合法性检查
    return rand.ints(randMin, randMax + 1).distinct().limit(size).toArray();
}