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Knuth-Shuffle的概率推导

正常DFS然后random pick的话,经历一个全排列,是一个O(n!)的解法,基本不可能使用。

这里依托概率问题能够生成一个伪随机打乱的数列,可以看做完美洗牌。

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void KnuthShuffle(vector<int> &nums){
    int n = nums.size();
    random_device r;
    std::mt19937 gen(r);
    for(int i = n-1;i>=0;i--){
        uniform_int_distribution<int> uniform(0,i);
        swap(nums[i],nums[uniform(gen)]);
    }
}

比较容易想的是最后一个,从当前所有的位置中选一个和最后一个位置的数交换(最后一个位置也是可选的,可以自己交换自己),任意一个数放到这个位置的概率是1/n

之前的位置就有了先决性,我们倒数第二个数是从第一次挑剩下的数中选择的

\(\frac{n - 1}{n}\) 且选择的概率是

\(\frac{1}{n -1}\) 结果就是 \(\frac{n - 1}{n} \cdot \frac{1}{n - 1} = \frac{1}{n}\) 比较容易理解的场景就是一个扫雷游戏,开始在1-n的位置生成地雷,之后random_shuffle一次之后,把这些地雷分散到棋盘不同的格子中

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