从大型文本文件中随机选择元素

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我有一个包含3000万个用户ID的大文件。这个大文件看起来像这样,每一行都有一个用户ID。

149905320
1165665384
66969324
886633368
1145241312
286585320
1008665352
1135545396
186217320
132577356

现在,我计划从那个大文本文件中获取任意一行。我知道那个大文本文件中用户ID的总数。但我不确定如何最好地从那个大文本文件中选择随机元素。我考虑将所有这三千万个用户ID存储在一个集合中,然后从哈希集合中随机选择元素,但是使用这种方法会出现内存不足错误。
因此,我尝试从一个大文本文件中随机选择元素。
final String id = generateRandomUserId(random);

/**
 * Select random elements from the a big text file
 * 
 * @param userIdsSet2
 * @param r
 * @return
 */
private String generateRandomUserId(Random r) {

     File bigFile = new File("C:\\bigfile.txt");

     //randomly select elements from a big text file         


}

如何最好地完成这个任务?


1
为什么不将用户 ID 作为固定宽度存储,并用空格或其他字符进行填充。然后您就可以计算出条目的偏移量并直接跳转到该位置。 - gordy
2
@gordy:真正的问题是:为什么他不创建一个数据库呢?如果你的项目如此庞大,有3e10个用户ID,那么将它们存储在文本文件中看起来很糟糕。 - Martijn Courteaux
3个回答

7
您可以这样做:
  • 获取文件的大小(以字节为单位)
  • 选择一个字节(在 [0..file.length()] 中随机选择的数字 - 使用 RandomAccessFile
  • 定位到文件中该位置(file.seek(number)
  • 定位到下一个 \n 字符后面的位置(file.seek(1)
  • 读取行(file.readLine()
例如...
这样您就不需要存储任何内容。
理论上的示例代码可能如下所示(包含一些副作用):
File f = new File("D:/abc.txt");
RandomAccessFile file;
try {
    file = new RandomAccessFile(f, "r");
    long file_size = file.length();
    long chosen_byte = (long)(Math.random() * file_size);

    file.seek(chosen_byte);

    for (;;)
    {
        byte a_byte = file.readByte();
        char wordChar = (char)a_byte;
        if (chosen_byte >= file_size || wordChar == '\n' || wordChar == '\r' || wordChar == -1) break;
        else chosen_byte += 1;
        System.out.println("\"" + Character.toString(wordChar)  + "\"");
    }

    int chosen = -1;
    if (chosen_byte < file_size) 
    {
        String s = file.readLine();
        chosen = Integer.parseInt(s);
        System.out.println("Chosen id : \"" + s  + "\"");
        }
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}


编辑: 理论上完美工作的类

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;


public class Main {

    /**
     * WARNING : This piece of code requires that the input file terminates by a BLANK line !
     * 
     * @param args
     * @throws Exception 
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        File f = new File("D:/abc.txt");
        RandomAccessFile file;

        try {

            file = new RandomAccessFile(f, "r");
            long file_size = file.length();

            // Let's start
            long chosen_byte = (long)(Math.random() * (file_size - 1));
            long cur_byte = chosen_byte;

            // Goto starting position
            file.seek(cur_byte);

            String s_LR = "";
            char a_char;

            // Get left hand chars
            for (;;)
            {
                a_char = (char)file.readByte();
                if (cur_byte < 0 || a_char == '\n' || a_char == '\r' || a_char == -1) break;
                else 
                {
                    s_LR = a_char + s_LR;
                    --cur_byte;
                    if (cur_byte >= 0) file.seek(cur_byte);
                    else break;
                }
            }

            // Get right hand chars
            cur_byte = chosen_byte + 1;
            file.seek(cur_byte);
            for (;;)
            {
                a_char = (char)file.readByte();
                if (cur_byte >= file_size || a_char == '\n' || a_char == '\r' || a_char == -1) break;
                else 
                {
                    s_LR += a_char;
                    ++cur_byte;
                }
            }

            // Parse ID
            if (cur_byte < file_size) 
            {
                int chosen_id = Integer.parseInt(s_LR);
                System.out.println("Chosen id : " + chosen_id);
            }
            else
            {
                throw new Exception("Ran out of bounds. But this usually never happen...");
            }

        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

希望这个实现不会太错(我现在更多地用C++)…

2
为了实现这个,您需要使用RandomAccessFile。通过Google搜索它来查看它。 - Martijn Courteaux
1
这是一个聪明的解决方案。您还可以从文件中的某个随机位置读取30个字节的块,并在两个\n之间进行解析。 - gordy
1
存在一个问题,较长的行更有可能被选择。 - Tom
1
@PeterLawrey 好想法:算法不会非常均匀。理想情况下,我们应该在文件中使用相同大小的ID(对于最短的ID,前缀为零:0002565642),并且例如使用Mersenne Twister RNG - Gauthier Boaglio
1
Golgauth,默认的Java Random类就足够完成这个任务(同时也产生均匀分布)。不需要涉及MT-19937。我们不讨论蒙特卡洛模拟或多维值。 - Joey
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1

不必将用户ID存储在哈希表中,您可以解析文件并仅将偏移量存储在int []数组中- 30M需要大约120MB的RAM。

或者,如果您可以以某种方式更改或预处理文件,则可以通过填充用户ID或使用二进制格式将格式更改为固定宽度。


或者只需解析文件并将用户ID存储在int数组中。 - Joey
@Joey 哎呀!现在看起来那似乎很明显了。 - gordy

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原帖中提到:“我知道那个大文本文件中用户ID的总数”。将其称为N。

  • 生成1到N之间的随机数。
  • 读取行(使用BufferedReader),直到达到第N行。
  • 完成

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