Wie kann ich mit NavigableMaps eine gewichtete Zufallsauswahl in Java implementieren?

Zufällige gewichtete Auswahl in Java

Im Bereich der Programmierung bezieht sich gewichtete Zufallsauswahl auf die Auswahl eines Elements aus einer Menge, bei der die Wahrscheinlichkeit von Die Auswahl ist direkt mit einem zugehörigen Gewicht verknüpft. Diese Technik findet Anwendung in Szenarien wie Simulationen und Lotterien, in denen eine voreingenommene Auswahl auf der Grundlage von Wahrscheinlichkeiten gewünscht ist.

Um das Problem der gewichteten Zufallsauswahl in Java anzugehen, führen wir das Konzept einer NavigableMap ein. Diese Datenstruktur ermöglicht es uns, Gewichte den entsprechenden Elementen zuzuordnen und die Karte in aufsteigender Reihenfolge zu durchlaufen. Mit Hilfe eines Zufallszahlengenerators können wir Elemente effizient auswählen, deren Wahrscheinlichkeiten proportional zu ihren Gewichten sind.

Betrachten wir ein Beispiel für die Auswahl von Tieren mit unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten:

• Hund: 40 %
• Katze: 35 %
• Pferd: 25 %

Um eine gewichtete Zufallsauswahl mithilfe einer NavigableMap zu implementieren, können wir eine Klasse erstellen:

public class RandomCollection<E> {
    //NavigableMap to store weights and corresponding items
    private final NavigableMap<Double, E> map = new TreeMap<>();
    //Random instance for generating random weights
    private final Random random;
    //Total sum of weights
    private double total = 0;

    public RandomCollection() {
        this(new Random());
    }

    public RandomCollection(Random random) {
        this.random = random;
    }

    //Add an item to the collection with its weight
    public RandomCollection<E> add(double weight, E result) {
        if (weight <= 0) return this;
        total += weight;
        map.put(total, result);
        return this;
    }

    //Select a random item based on weights
    public E next() {
        double value = random.nextDouble() * total;
        return map.higherEntry(value).getValue();
    }
}

Zur Veranschaulichung erstellen wir eine RandomCollection und füllen sie mit den Tiergewichten:

RandomCollection<String> rc = new RandomCollection<>();
rc.add(40, "dog")
  .add(35, "cat")
  .add(25, "horse");

Jetzt können wir wiederholt die next()-Methode aufrufen, um Tiere basierend auf ihren zugewiesenen Gewichten auszuwählen:

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    System.out.println(rc.next());
}

Dieser Code erzeugt eine Folge von Tiernamen, wobei die Wahrscheinlichkeit, jedes Tier proportional zu seinem Gewicht auszuwählen, ausgewählt wird. Durch die Nutzung der Leistungsfähigkeit von NavigableMaps und der Zufälligkeit können wir eine gewichtete Zufallsauswahl in Java effektiv implementieren und so voreingenommene Ergebnisse basierend auf vordefinierten Wahrscheinlichkeiten ermöglichen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWie kann ich mit NavigableMaps eine gewichtete Zufallsauswahl in Java implementieren?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!