大多数人的实现
下面这个算法是大多数人的实现,就是 for 循环一次,然后随机交换两个数
void ShuffleArray_General (char* arr, int len) { const int suff_time = len; for(int idx=0; idx int i = rand () % len; int j = rand () % len; char temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } } |
跑起来也还不错,洗得挺好的。
第一次:G F C D A J B I H E 第二次:D G J F E I A H C B 第三次:C J E F A D G B H I 第四次:H D C F A E B J I G 第五次:E A J F B I H G D C |
但是上述三个算法哪个的效果更好?好像都是对的。一般的 QA 或是程序员很有可能就这样把这个功能 Pass 了。但是事情并没有那么简单……
如何测试
在做测试之前,我们还需要了解一下一个基本知识——PC 机上是做不出真随机数的,只能做出伪随机数。真随机数需要硬件支持。但是不是这样我们就无法测试了呢,不是的。我们依然可以测试。
我们知道,洗牌洗得好不好,主要是看是不是够随机。那么如何测试随机性呢?
试想,我们有个随机函数 rand ()返回 1 到 10 中的一个数,如果够随机的话,每个数返回的概率都应该是一样的,也就是说每个数都应该有 10 分之 1 的概率会被返回。
一到概率问题,我们只有一个方法来做测试,那就是用统计的方式。也就是说,你调用 rand ()函数 100 次,其中,每个数出现的次数大约都在 10 次左右。(注意:我用了左右,这说明概率并不是很准确的)不应该有一个数出现了 15 次以上,另一个在 5 次以下,要是这样的话,这个函数就是错的。
举一反三,测试洗牌程序也一样,需要通过概率的方式来做统计,是不是每张牌出现在第一个位置的次数都是差不多的。
于是,这样一来上面的程序就可以很容易做测试了。
下面是测试结果(测试样本 1000 次——列是每个位置出现的次数,行是各个字符的统计,出现概率应该是1/10,也就是 100 次):
递归取中法
很明显,这个洗牌程序太有问题。算法是错的!
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ---------------------------------------------------- A | 101 283 317 208 65 23 3 0 0 0 B | 101 191 273 239 127 54 12 2 1 0 C | 103 167 141 204 229 115 32 7 2 0 D | 103 103 87 128 242 195 112 26 3 1 E | 104 83 62 67 116 222 228 93 22 3 F | 91 58 34 60 69 141 234 241 65 7 G | 93 43 35 19 44 102 174 274 185 31 H | 94 28 27 27 46 68 94 173 310 133 I | 119 27 11 30 28 49 64 96 262 314 J | 91 17 13 18 34 31 47 88 150 511 |
快排 Hack 法
看看对角线(从左上到右下)上的数据,很离谱!所以,这个算法也是错的。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ----------------------------------------------------- A | 74 108 123 102 93 198 40 37 52 173 B | 261 170 114 70 49 28 37 76 116 79 C | 112 164 168 117 71 37 62 96 116 57 D | 93 91 119 221 103 66 91 98 78 40 E | 62 60 82 90 290 112 95 98 71 40 F | 46 60 63 76 81 318 56 42 70 188 G | 72 57 68 77 83 39 400 105 55 44 H | 99 79 70 73 87 34 124 317 78 39 I | 127 112 102 90 81 24 57 83 248 76 J | 54 99 91 84 62 144 38 48 116 264 |
大多数人的算法
我们再来看看大多数人的算法。还是对角线上的数据有问题,所以,还是错的。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ----------------------------------------------------- A | 178 98 92 82 101 85 79 105 87 93 B | 88 205 90 94 77 84 93 86 106 77 C | 93 99 185 96 83 87 98 88 82 89 D | 105 85 89 190 92 94 105 73 80 87 E | 97 74 85 88 204 91 80 90 100 91 F | 85 84 90 91 96 178 90 91 105 90 G | 81 84 84 104 102 105 197 75 79 89 H | 84 99 107 86 82 78 92 205 79 88 I | 102 72 88 94 87 103 94 92 187 81 J | 87 100 90 75 76 95 72 95 95 215 |