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本文将演示关于如何在 C++ 中对向量元素进行随机化的多种方法。

使用 shuffle 算法来洗牌向量元素

std::shuffle 是 C++ <algorithm> 库的一部分，实现了随机排列功能，可以应用于给定范围内的元素。该函数将范围迭代器作为前两个参数，随机数发生器作为第三个参数。随机数生成器是一个函数对象。当代 C++ 推荐使用随机数生成器的标准库实用程序。应该使用 std::random_device 来产生不确定的数字。

最后，必须创建所选的随机数引擎对象，并将其传递给 shuffle 算法，以生成范围内的随机排列。请注意，我们在随机化完成之前和之后打印一个整数向量。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <random>
#include <algorithm>

using std::cout; using std::cin;
using std::endl; using std::string;
using std::vector; using std::shuffle;

template<typename T>
void printVectorElements(vector<T> &vec)
{
    for (auto i = 0; i < vec.size(); ++i) {
        cout << vec.at(i) << "; ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    vector<int> i_vec1 = {12, 32, 43, 53, 23, 65, 84};

    cout << "i_vec1           : ";
    printVectorElements(i_vec1);

    std::random_device rd;
    std::default_random_engine rng(rd());
    shuffle(i_vec1.begin(), i_vec1.end(), rng);

    cout << "i_vec1 (shuffled): ";
    printVectorElements(i_vec1);
    cout << endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出：

i_vec1           : 12; 32; 43; 53; 23; 65; 84;
i_vec1 (shuffled): 53; 32; 84; 23; 12; 43; 65;

作为前一种方法的替代，我们可以使用 std::begin 和 std::end 对象实现相同的子程序，将范围迭代器传递给 shuffle 函数。下面的例子可以是一个更通用的版本，用于特定的编码方案。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <random>
#include <algorithm>

using std::cout; using std::cin;
using std::endl; using std::string;
using std::vector; using std::shuffle;

template<typename T>
void printVectorElements(vector<T> &vec)
{
    for (auto i = 0; i < vec.size(); ++i) {
        cout << vec.at(i) << "; ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    vector<int> i_vec1 = {12, 32, 43, 53, 23, 65, 84};

    cout << "i_vec1           : ";
    printVectorElements(i_vec1);

    std::random_device rd;
    std::default_random_engine rng(rd());
    shuffle(std::begin(i_vec1), std::end(i_vec1), rng);

    cout << "i_vec1 (shuffled): ";
    printVectorElements(i_vec1);
    cout << endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出：

i_vec1           : 12; 32; 43; 53; 23; 65; 84;
i_vec1 (shuffled): 43; 23; 32; 65; 53; 12; 84;

使用 random_shuffle 算法对向量元素进行随机化

std::random_shuffle 是 C++ 标准库中的另一个实用算法。旧版本的 std::shuffle 已经被最新的 C++ 标准舍弃了。虽然它仍可以在旧版 C++ 的编码环境中使用。

random_shuffle 可以采取用户提供的随机数生成器，但由于旧版本的 C++ 缺乏随机库设施，人们可能只向函数提供范围迭代器。在后一种情况下，random_shuffle 利用实现中定义的随机数生成器，有时正好是 std::rand 函数调用。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <random>
#include <algorithm>

using std::cout; using std::cin;
using std::endl; using std::string;
using std::vector; using std::shuffle;

template<typename T>
void printVectorElements(vector<T> &vec)
{
    for (auto i = 0; i < vec.size(); ++i) {
        cout << vec.at(i) << "; ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    vector<int> i_vec1 = {12, 32, 43, 53, 23, 65, 84};

    cout << "i_vec1           : ";
    printVectorElements(i_vec1);

    std::random_shuffle(i_vec1.begin(), i_vec1.end());

    cout << "i_vec1 (shuffled): ";
    printVectorElements(i_vec1);
    cout << endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出：

i_vec1           : 12; 32; 43; 53; 23; 65; 84;
i_vec1 (shuffled): 23; 53; 32; 84; 12; 65; 43;