如何使用 LINQ 隨機打亂集合的子集？

使用Fisher-Yates-Durstenfeld 在LINQ 中隨機打亂子集合

處理大型資料集時，從給定集合中取得特定大小的隨機打亂集合變為至關重要的。這通常出現在涉及隨機選擇或抽樣的場景中。讓我們探索一個基於 LINQ 的最佳解決方案來解決此問題。

Fisher-Yates-Durstenfeld 洗牌演算法提供了一種高效可靠的隨機洗牌方法。在這種情況下，目標是從「N」個元素的集合中產生大小為「n」的隨機子集，其中「n」小於或等於「N」。

實作此演算法使用 LINQ，我們可以利用封裝 shuffle 運算的擴充方法。以下程式碼片段提供了一個全面的實作：

public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(this IEnumerable<T> source, Random rng)
{
    if (source == null) throw new ArgumentNullException(nameof(source));
    if (rng == null) throw new ArgumentNullException(nameof(rng));

    return source.ShuffleIterator(rng);
}

private static IEnumerable<T> ShuffleIterator<T>(
    this IEnumerable<T> source, Random rng)
{
    var buffer = source.ToList();
    for (int i = 0; i < buffer.Count; i++)
    {
        int j = rng.Next(i, buffer.Count);
        yield return buffer[j];

        buffer[j] = buffer[i];
    }
}

在此實作中，Shuffle 擴充方法接受輸入序列來源和名為 rng 的 Random 實例。它根據輸入序列創建一個緩衝區列表並迭代它，隨機選擇元素。所選元素作為迭代器返回，保留隨機排序。

要使用此擴充方法，只需將 .Shuffle() 附加到輸入序列，然後附加 .Take(n)，其中 n 表示所需的大小已打亂順序的子集合。例如：

var randomItems = yourCollection.Shuffle().Take(n);

這種基於 Linq 的方法提供了一種簡潔高效的解決方案，用於隨機洗牌並從給定集合中獲取任意大小的子集合。它特別適合需要真正隨機化的場景。

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