Java에서 셔플 알고리즘 사용

이 기사에서는 편집자가 Java에서 셔플 알고리즘을 사용하는 방법을 소개합니다. 도움이 필요한 친구는

Fisher–Yates shuffle(Knuth shuffle)의 기본 아이디어:

를 참조하세요.

n개 요소(인덱스 0..n-1)로 구성된 배열 a를 섞으려면:
for i를 n − 1에서 1로 아래로 do
j ← 0 ≤ j ≤ i를 갖는 임의의 정수
교환 a [j] 및 a[i]

JDK 소스 코드는 다음과 같습니다.

코드는 다음과 같습니다.

/**
     * Moves every element of the List to a random new position in the list.
     * 
     * @param list
     *            the List to shuffle
     * 
     * @throws UnsupportedOperationException
     *             when replacing an element in the List is not supported
     */
    public static void shuffle(List<?> list) {
        shuffle(list, new Random());
    }
    /**
     * Moves every element of the List to a random new position in the list
     * using the specified random number generator.
     * 
     * @param list
     *            the List to shuffle
     * @param random
     *            the random number generator
     * 
     * @throws UnsupportedOperationException
     *             when replacing an element in the List is not supported
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static void shuffle(List<?> list, Random random) {
        if (!(list instanceof RandomAccess)) {
            Object[] array = list.toArray();
            for (int i = array.length - 1; i > 0; i--) {
                int index = random.nextInt(i + 1);
                if (index < 0) {
                    index = -index;
                }
                Object temp = array[i];
                array[i] = array[index];
                array[index] = temp;
            }
            int i = 0;
            ListIterator<Object> it = (ListIterator<Object>) list
                    .listIterator();
            while (it.hasNext()) {
                it.next();
                it.set(array[i++]);
            }
        } else {
            List<Object> rawList = (List<Object>) list;
            for (int i = rawList.size() - 1; i > 0; i--) {
                int index = random.nextInt(i + 1);
                if (index < 0) {
                    index = -index;
                }
                rawList.set(index, rawList.set(i, rawList.get(index)));
            }
        }
    }

테스트 코드, 두 경우의 초기화가 모두 동일한지 확인하기 위해 여러 컨테이너를 사용:

코드는 다음과 같습니다:

public class javaShuffle {
    public static int temp = 0;
    public static long start;
    public static long end;
    public static void main(final String args[]) {
        Object changeTemp;
        List<Integer> numList = new ArrayList<Integer>();
        List<Integer> firstList = new ArrayList<Integer>();
        List<Integer> secondList = new ArrayList<Integer>();
        List<Integer> thirdList = new ArrayList<Integer>();
        List<Integer> fourthList = new ArrayList<Integer>();
        for (int i = 1; i <= 100000; i++) {
            numList.add(i);
            firstList.add(i);
            secondList.add(i);
            thirdList.add(i);
            fourthList.add(i);
        }
        // first shuffle,use changeTemp
        getStartTime();
        int randInt = 0;
        for (int i = 0, length = firstList.size(); i < length; i++) {
            randInt = getRandom(i, firstList.size());
            changeTemp = firstList.get(i);
            firstList.set(i, firstList.get(randInt));
            firstList.set(randInt, javaShuffle.temp);
        }
        getEndTime("first shuffle run time ");
        // second shuffle,exchange list
        getStartTime();
        for (int i = 0, length = secondList.size(); i < length; i++) {
            randInt = getRandom(i, secondList.size());
            secondList.set(i, secondList.set(randInt, secondList.get(i)));
        }
        getEndTime("second shuffle run time");
        // third shuffle, change generate random int
        getStartTime();
        Object[] tempArray = thirdList.toArray();
        Random rand = new Random();
        int j = 0;
        for (int i = tempArray.length - 1; i > 0; i--) {
            j = rand.nextInt(i + 1);
            thirdList.set(i, thirdList.set(j, thirdList.get(i)));
        }
        getEndTime("third shuffle run time ");
        // fourth shuffle, simulate java shuffle
        getStartTime();
        Random random = new Random();
        if (!(fourthList instanceof RandomAccess)) {
            Object[] array = fourthList.toArray();
            for (int i = array.length - 1; i > 0; i--) {
                int index = random.nextInt(i + 1);
                if (index < 0) {
                    index = -index;
                }
                Object temp = array[i];
                array[i] = array[index];
                array[index] = temp;
            }
            int i = 0;
            ListIterator<Integer> it = (ListIterator<Integer>) fourthList.listIterator();
            while (it.hasNext()) {
                it.next();
                it.set((Integer) array[i++]);
            }
        } else {
            List<Integer> rawList = (List<Integer>) fourthList;
            for (int i = rawList.size() - 1; i > 0; i--) {
                int index = random.nextInt(i + 1);
                if (index < 0) {
                    index = -index;
                }
                rawList.set(index, rawList.set(i, rawList.get(index)));
            }
        }
        getEndTime("fourth shuffle run time");
        // java shuffle
        getStartTime();
        Collections.shuffle(numList);
        getEndTime("java shuffle run time  ");
    }
    public static void swap(int a, int b) {
        javaShuffle.temp = a;
        a = b;
        b = javaShuffle.temp;
    }
    public static int getRandom(final int low, final int high) {
        return (int) (Math.random() * (high - low) + low);
    }
    public static void getStartTime() {
        javaShuffle.start = System.nanoTime();
    }
    public static void getEndTime(final String s) {
        javaShuffle.end = System.nanoTime();
        System.out.println(s + ": " + (javaShuffle.end - javaShuffle.start) + "ns");
    }
}

값이 작은 경우 , 예를 들어 100000 레벨인 경우 출력은 다음과 같습니다.

first shuffle run time : 85029499ns
second shuffle run time: 80909474ns
third shuffle run time : 71543926ns
fourth shuffle run time: 76520595ns
java shuffle run time  : 61027643ns
first shuffle run time : 82326239ns
second shuffle run time: 78575611ns
third shuffle run time : 95009632ns
fourth shuffle run time: 105946897ns
java shuffle run time  : 90849302ns
first shuffle run time : 84539840ns
second shuffle run time: 85965575ns
third shuffle run time : 101814998ns
fourth shuffle run time: 113309672ns
java shuffle run time  : 35089693ns
first shuffle run time : 87679863ns
second shuffle run time: 79991814ns
third shuffle run time : 73720515ns
fourth shuffle run time: 78353061ns
java shuffle run time  : 64146465ns
first shuffle run time : 84314386ns
second shuffle run time: 80074803ns
third shuffle run time : 74001283ns
fourth shuffle run time: 79931321ns
java shuffle run time  : 86427540ns
first shuffle run time : 84315523ns
second shuffle run time: 81468386ns
third shuffle run time : 75052284ns
fourth shuffle run time: 79461407ns
java shuffle run time  : 66607729ns

여러 실행의 결과는 다를 수 있지만 기본 Java의 내장 셔플이 가장 빠르며 그 다음은 세 번째 방법입니다. 첫 번째 방법이 가장 오래 걸립니다.

레벨이 10000000이라면 대략 다음과 같습니다.

rree

첫 번째 방법이 가장 빠른 반면, 네 번째 방법이 가장 느린 것을 알 수 있습니다. Java에 내장된 셔플 속도도 이상적이지 않습니다.

빅데이터 처리 시 자바 라이브러리를 사용하는 것이 비효율적이라면 다른 방법을 고려해 볼 수 있습니다.

위 내용은 Java에서 셔플 알고리즘 사용의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!