Java 在没有存储所有可能坐标的情况下，通过三维空间中的所有点移动

我正在编程一个三维细胞自动机。我现在在每一代中迭代的方式是：

创建三维空间中所有可能坐标的列表

洗牌名单

遍历列表，直到访问了所有坐标

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代码如下：

我有一个简单的3整数结构

public class Coordinate
{
    public int x;
    public int y;
    public int z;

    public Coordinate(int x, int y, int z) {this.x = x; this.y = y; this.z = z;}
}

然后在某个时候我会这样做：

List<Coordinate> all_coordinates = new ArrayList<>();
[...]
for(int z=0 ; z<length ; z++)
{
    for(int x=0 ; x<diameter ; x++)
    {
        for(int y=0 ; y<diameter ; y++)
        {
            all_coordinates.add(new Coordinate(x,y,z));
        }
    }
}

private void next_generation() 
{ 
    Collections.shuffle(all_coordinates);
    for (int i=0 ; i < all_coordinates.size() ; i++) 
    {
        [...]
    }
}

列出所有坐标=新的ArrayList（）；
[...]
对于（int z=0；z一种方法是首先将三维坐标映射到一个一维。假设三维尺寸为X、Y和z。因此，X坐标从0到X-1，以此类推。整个空间的大小为
X*Y*z
。我们称之为
s

要将3-空间中的任何坐标映射到1-空间，请使用公式
（x*x）+（Y*Y）+z

当然，一旦生成数字，就必须转换回3-空间。这是一个简单的问题，可以反转上面的转换。假设
coord
是1-空间坐标：

x = coord/X
coord = coord % X
y = coord/Y
z = coord % Y

现在，通过使用单个维度，您已经将问题简化为以伪随机顺序生成从0到S的所有数字，而无需重复

我知道至少有三种方法可以做到这一点。最简单的方法是使用a，如我在这里所示：

生成所有数字后，通过为乘法逆计算选择不同的
x
和
m
值来“重新洗牌”列表

在特定范围内创建非重复伪随机序列的另一种方法是使用。我没有现成的示例，但我已经使用了它们。要更改顺序（即重新洗牌），请使用不同的参数重新初始化生成器

您可能还对以下问题的答案感兴趣：。该用户只查找了1000个数字，因此他可以使用一个表，而接受的答案反映了这一点。其他答案包括LFSR，以及设计有特定句点的

我提到的所有方法都不需要维护很多状态。无论您的范围是20还是20000000，您需要维护的状态量都是恒定的

请注意，我上面提到的所有方法都提供伪随机序列。它们不是真正的随机序列，但它们可能足够接近随机序列以满足您的需要。
洗牌必须有多好？例如，您可以使用随机素数迭代它们-例如，用x=（x+p）替换x++%diameter.@cpp初学者它应该尽可能统一。这个方法叫什么名字？它有名字吗？这样我可以进一步研究吗？除了模运算之外，我不认为它有一个特定的名字。@cpp初学者很酷，认为它可能有一个像Fisher–Yates shuffling3这样的特定名字。为什么需要随机洗牌？（怎么可能或完成它呢？回顾过去，3D到1D的映射看起来如此明显，这很可能是最可行的方式。感谢Jim和@Kovalainen的全面回答，你不能也使用相同的整数映射函数（在回答中称为“伪随机序列”）每个x、y和z维都是单独的，而不是先将它们转换成一个空间？当然可以，但是你要维护三个独立的伪随机数生成器。这不一定是件坏事，但我更喜欢转换成一维，只使用一个。不过，你确实提出了一个有趣的观点。我要讲一个对我的答案进行补充。@Kovalainen:请参阅我的“附加信息”，它提供了另一个选项。@•㪞דרקן（和@jim mischel）这是一个有趣的想法，但如果我没有正确理解它，它仍然会以某种顺序遍历3D空间，对吗？例如，在您的示例代码中，它将遍历整个“切片”（如中所示，给定Z坐标中的每个X，Y对）然后移动到下一个。