Java 从顺序集合中获取随机元素

我与一个API交谈，该API为我提供了一个集合上的

java.util.Iterator

。这意味着我可以对它进行迭代，但无法直接/随机访问元素

现在我的问题是：我想从这个集合中获取一个随机元素。我该怎么做？我想我可以建立一个允许直接访问的新集合，但这不是有点消耗内存吗？我还可以对整个集合进行迭代，并对每个元素“掷骰子”，看看是否应该接受该元素并退出迭代或继续。但是我需要集合的大小，我不能从迭代器中得到它

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提前感谢。

迭代时，您知道迭代了多少对象，因此您知道当前元素是随机选择的元素的概率。因此，您只需保持计数和当前随机选择的项目

public static <T> T selectRandom(final Iterator<T> iter, final Random random) {
    if (!iter.hasNext()) {
        throw new IllegalArgumentException();
    }
    if (random == null) {
        throw new NullPointerException();
    }
    T selected = iter.next();
    int count = 1;
    while (iter.hasNext()) {
        final T current = iter.next();
        ++count;
        if (random.nextInt(count) == 0) {
            selected = current;
        }
    }
    return selected;
}

publicstatict selectRandom（最终迭代器iter，最终随机）{
如果（！iter.hasNext（））{
抛出新的IllegalArgumentException（）；
}
if（random==null）{
抛出新的NullPointerException（）；
}
T selected=iter.next（）；
整数计数=1；
while（iter.hasNext（））{
最终T电流=iter.next（）；
++计数；
if（random.nextInt（count）==0）{
所选=当前；
}
}
返回选中的；
}

（堆栈溢出免责声明：未编译，当然也未测试。）

另请参见Java拼图游戏中关于集合的部分。shuffle。

唯一安全的解决方案（在没有进一步信息的情况下）是您描述的方式： 从

迭代器

创建一个

列表

，然后选择一个随机元素

如果基础集合的大小始终相同，则平均可以减少一半的工作量-只需在迭代次数随机后使用迭代器.next（）之后得到的元素即可

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顺便说一句：您真的在使用实现

java.util.Iterator

的集合吗？

这取决于需求，如果集合的大小不是很大，那么这就可以了，否则您应该迭代并使用您提到的骰子方法

List<Object> list = Arrays.asList(yourCollection.toArray(new Object[0]));
result = list.get(new Random().nextInt(list.size()));

List List=Arrays.asList（yourCollection.toArray（新对象[0]）；
结果=list.get（new Random（）.nextInt（list.size（））；

有一种方法可以在通过集合的一次过程中完成，该方法不需要使用大量额外内存（只需集合中一个元素的大小加上一个浮点值）。在伪代码中：

• 遍历集合
• 对于每个项目，生成一个随机浮动
• 如果浮点值是迄今为止看到的最低值（或最高值，无所谓），则将集合中的当前项存储在临时变量中。（还存储新的最低随机值。）
• 一旦到达集合的末尾，temp变量中就有一个随机项

显然，这样做的缺点是每次调用时都会遍历整个集合，但是对于所面临的约束，您没有太多选择

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更新：我终于想起了这类问题的名称。这称为。

如果您确实没有任何随机访问权限，并且您有一个非常大的列表，因此无法复制它，则可以执行以下操作：

int n = 2
iterator i = ...
Random rand = new Random();
Object candidate = i.next();
while (i.hasNext()) {
    if (rand.nextInt(n)) {
        candidate = i.next();
    } else {
        i.next();
    }
    n++;
}
return candidate;

这将保留列表中的随机元素，但需要遍历整个列表。如果您想要一个真正均匀分布的值，您别无选择，只能这样做

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或者，如果项目的数量很小，或者您希望对未知大小的列表进行随机排列（换句话说，您希望以随机顺序访问列表中的所有元素），那么我建议将所有引用复制到新列表（这不会是很大的内存量，除非您有数百万项，因为您只存储引用）。然后使用随机整数get或使用标准的java.util.Collections shuffle方法来排列列表。

使用此方法生成加权测试数据。虽然效率不高，但很容易

class ProbabilitySet<E> {

    Set<Option<E>> options =  new HashSet<Option<E>>(); 

    class Option<E> {
        E object;
        double min;
        double max;

        private Option(E object, double prob) {
            this.object = object;
            min = totalProb;
            max = totalProb + prob;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "Option [object=" + object + ", min=" + min + ", max=" + max + "]";
        }
    }

    double totalProb = 0;
    Random rnd = new Random();

    public void add(E object, double probability){
        Option<E> tuple = new Option<E>(object, probability);
        options.add(tuple);
        totalProb += probability;
    }

    public E getRandomElement(){

        double no = rnd.nextDouble() * totalProb;
        for (Option<E> tuple : options) {
            if (no >= tuple.min && no < tuple.max){
                return tuple.object;
            }
        }


        return null;  // if this happens sumfink is wrong.

    }

    @Override
    public String toString() {
        return "ProbabilitySet [options=" + options + ", totalProb=" + totalProb + "]";
    }

}

类概率集{
Set options=new HashSet（）；
类选项{
E对象；
双分钟；
双峰；
私有选项（E对象，双prob）{
this.object=对象；
最小值=总概率；
最大值=总概率+概率；
}
@凌驾
公共字符串toString（）{
返回“Option[object=“+object+”，min=“+min+”，max=“+max+””；
}
}
双总概率=0；
随机rnd=新随机（）；
公共无效添加（E对象，双重概率）{
选项元组=新选项（对象，概率）；
添加（元组）；
总概率+=概率；
}
公共E getrandom元素（）{
double no=rnd.nextDouble（）*totalProb；
for（选项元组：选项）{
if（no>=tuple.min&&no

注：概率参数将与总量相关，而不是1.0

用法：

public static void main(String[] args) {
    ProbabilitySet<String> stati = new ProbabilitySet<String>();
    stati.add("TIMEOUT", 0.2);
    stati.add("FAILED", 0.2);
    stati.add("SUCCESSFUL", 1.0);

    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        System.out.println(stati.getRandomElement());
    }

}

publicstaticvoidmain（字符串[]args）{
ProbabilitySet stati=新的ProbabilitySet（）；
统计添加（“超时”，0.2）；
统计添加（“失败”，0.2）；
统计添加（“成功”，1.0）；
对于（int i=0；i<100；i++）{
System.out.println（stati.getRandomElement（））；
}
}

集合通常不应该是实现

迭代器的类。您的集合是
java.util.collection
？内存消耗不应该太大。新集合只包含指向实际数据的指针，因此新集合对象的大小！=