如何使用 LINQ 随机打乱集合的子集？

使用 Fisher-Yates-Durstenfeld 在 LINQ 中随机打乱子集合

处理大型数据集时，从给定集合中获取特定大小的随机打乱集合变为至关重要的。这通常出现在涉及随机选择或抽样的场景中。让我们探索一个基于 LINQ 的最佳解决方案来解决此问题。

Fisher-Yates-Durstenfeld 洗牌算法提供了一种高效可靠的随机洗牌方法。在这种情况下，目标是从“N”个元素的集合中生成大小为“n”的随机子集，其中“n”小于或等于“N”。

实现此算法使用 LINQ，我们可以利用封装 shuffle 操作的扩展方法。以下代码片段提供了一个全面的实现：

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];
    }
}

在此实现中，Shuffle 扩展方法接受输入序列源和名为 rng 的 Random 实例。它根据输入序列创建一个缓冲区列表并迭代它，随机选择元素。所选元素作为迭代器返回，保留随机排序。

要使用此扩展方法，只需将 .Shuffle() 附加到输入序列，然后附加 .Take(n)，其中 n 表示所需的大小已打乱顺序的子集合。例如：

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

这种基于 Linq 的方法提供了一种简洁高效的解决方案，用于随机洗牌并从给定集合中获取任意大小的子集合。它特别适合需要真正随机化的场景。

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