如何使用 LINQ 从集合中高效获取随机子集？

优化 LINQ：获取随机打乱的子集合

确定检索较大集合的随机子集的有效方法是一个常见的挑战编程。对于 LINQ 查询，一种方法是利用 Shuffle() 扩展方法。

Shuffle 方法：

Shuffle() 方法采用 IEnumerable 集合作为其输入并返回它的打乱版本。当需要获取集合中元素的随机顺序时，此方法特别有用。

Fisher-Yates-Durstenfeld Shuffle：

Shuffle() 方法采用 Fisher-Yates-Durstenfeld 混洗算法，该算法提供了一种稳健且高效的混洗集合方法。该算法涉及迭代集合，同时与后续元素随机交换元素。

LINQ 扩展方法：

下面是一个 LINQ 友好的扩展方法，它实现了 Fisher-与 IEnumerable 一起使用的 Yates-Durstenfeld shuffle集合：

public static class EnumerableExtensions
{
    public static IEnumerable<T> Shuffle<T>(this IEnumerable<T> source)
    {
        return source.Shuffle(new Random());
    }

    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];
        }
    }
}

用法：

要使用 Shuffle() 方法，您只需在所需的集合上调用它即可：

var yourCollection = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
var randomItems = yourCollection.Shuffle().Take(3);

这将从您的收藏中产生 3 个随机项目的随机集合。默认情况下，Shuffle() 方法使用新的 Random() 实例进行随机化。您还可以为自定义洗牌行为指定自定义 Random 实例。

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