从小范围中生成随机且不重复的整数

Question

我想实现的目标是：

我希望创建一个整数向量，其范围相对较小，并确保没有任何整数后面跟着相同的整数。

例如，这是一个“合法”的向量： [1 3 4 2 5 3 2 3 5 4]

而这是一个“非法”的向量（因为5后面跟着另外一个5）： [1 3 4 2 5 5 2 3 5 4]

我已经尝试过randi以及与randperm各种变化的实验，但当我试图生成大约100个元素的向量时，就会被卡住，而这些元素都来自一个很小的范围（即1到5之间的整数）。

该函数运行时间太长了。

以下是我尝试之一：

function result = nonRepeatingRand(top, count)

    result = randi(top, 1, count);

    while any(diff(result) == 0)
         result = randi(top, 1, count);    
    end

end

任何帮助都将不胜感激。谢谢！

- R. Itzi

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仅仅是一个小评论。不重复的条件意味着你的向量比较“随机”一些。 - bla

Answer 1

您要查找的序列可以通过从1生成差异到top-1，然后从随机初始值开始计算累积余数top来定义：

function result = nonRepeatingRand(top, count)

    diff = randi(top - 1, 1, count);
    result = rem(cumsum(diff) + randi(1, 1, count) - 1, top) + 1;

end

在我的电脑上，这个程序生成了一个从1到5之间的不重复序列，包含一千万个数字，在0.58秒内完成。

- A. Donda

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我真的想不出你是怎么想出那个的...？不管怎样，我给你点赞！ - Stewie Griffin

我突然想到，海报想要实现的约束最容易用差分表达。为什么不先生成差分再从中得到序列呢？ - A. Donda

@karl71，我进行了广泛的测试，使用许多非常长的生成序列，从未出现过任何重复。也许您以不同的方式使用“重复数字”？如问题所述，这是关于立即重复的问题，即2 3 2 1 2没有“重复”，但2 3 1 2 2有一个“重复”。 - A. Donda

@karl71，不用担心。 :-) - A. Donda

顺便提一句，如果您需要“完全不重复”，请查看randperm。 - A. Donda

Answer 2

您可以使用以下代码生成从1到M的不重复随机数：

randperm(M);

如果需要生成K个不重复的从1到M的随机数，可以使用以下代码：

randperm(M, K);

祝您使用愉快！

- Seyed Mohammad Hosseini-Moghri

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谢谢，但是：你可能已经注意到，这个问题（非常优雅地）在一年前得到了回答，并且正确的答案已经被标记。其次，我担心你没有回答我提出的问题 - 如果我需要一个范围在1-4之间的100个不重复随机整数序列，randperm(4,100)当然会返回错误。 - R. Itzi

你的答案非常简单，但是你是最好的亲爱的，干杯 - Christina

Answer 3

不要每次都重新生成序列，而是修复重复的部分。例如：

function result = nonRepeatingRand(top, count)

    result = randi(top, 1, count);

    ind = (diff(result) == 0);
    while any(ind)
        result(ind) = [];
        result(end + 1 : count) = randi(top, 1, count - numel(result));

        ind = (diff(result) == 0);
    end

end

在我的机器上，这将在1.6秒内生成一个由1:5中的1000万个不重复数字组成的序列。

- A. Donda

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我认为我的另一个答案更好：更快，更优雅。 - A. Donda

Answer 4

借鉴A. Donda的想法，但改进了实现方法：

r=[randi(top,1,1),randi(top - 1, 1, count-1)];
d=rem(cumsum(r)-1,top)+1;

r的第一个元素是随机选择的起始元素。随后的r元素随机选择与前一个元素的差，使用模算术运算。

- Daniel

Answer 5

这样怎么样？

top = 5;
count = 100;
n1 = nan;
out = [];
for t = 1: count 
    n2 = randi(top);
    while n1 == n2
        n2 = randi(top);
    end
    out = [out, n2];
    n1 = n2;
end

- Molly