洗牌算法具体指的是什么

分享人:顾仁鹏

目录

1.背景介绍

2.知识剖析

3.常见问题

4.解决方案

5.编码实战

6.扩展思考

7.参考文献

8.更多讨论

一、背景介绍

洗牌算法(Shuffling Algorithm),顾名思义,它的产生是用来解决类似洗牌这种场景的问题的,目的是产生一串等概率的随机列,使得很难去预测牌的顺序。

现在的各种牌类游戏都有自己的洗牌算法,为了保证游戏的趣味性,各自的实现中都有自己考虑的因素添加在其中。
1999年,一个很流行的在线扑克平台的开发者开发的洗牌软件,带有很微小但很致命的漏洞,导致了灾难性的结果。
黑客只要知道手中的两张牌和3张公用牌,就可以猜出转牌和河牌时会来什么牌,以及其他玩家的牌。

洗牌算法的应用也很广,比如三国杀游戏、斗地主游戏等等。讲一个最常见的场景,就是播放器的随机播放。 有些播放器的随机播放,是每次产生一个随机数来选择播放的歌曲,这样就有可能还没有听完所有的歌前,又听到已经听过的歌。 另一种就是利用洗牌算法,把待播放的歌曲列表shuffle。 如何判断使用的是哪一种方案呢? 很简单,如果点上一首还能回去,则利用的是洗牌算法,如果点上一首又是另外一首歌,则说明使用的是随机产生方法。

二、知识剖析

Fisher–Yates Shuffle

其算法思想就是 从原始数组中随机抽取一个新的元素到新数组中

  • 从还没处理的数组中,产生一个[0, n]之间的随机数 random
  • 从剩下的n个元素中把第 random 个元素取出到新数组中
  • 删除原数组第random个元素
  • 重复第 2 3 步直到所有元素取完
  • 最终返回一个新的打乱的数组

Knuth-Durstenfeld Shuffle

每次从未处理的数组中随机取一个元素,然后把该元素放到数组的尾部,即数组的尾部放的就是已经处理过的元素,这是一种原地打乱的算法,每个元素随机概率也相等,时间复杂度从 Fisher 算法的 O(n2)提升到了 O(n)

  • 选取数组(长度n)中最后一个元素(arr[length-1]),将其与n个元素中的任意一个交换,此时最后一个元素已经确定
  • 选取倒数第二个元素(arr[length-2]),将其与n-1个元素中的任意一个交换
  • 重复第 1 2 步,直到剩下1个元素为止

sort()方法

上面介绍的便是在各语言中都广为实现的Fisher-Yates乱序算法。但具体到JavaScript,我们其实可以结合数组自带的sort()方法编写出更简洁的代码来达到目的。

三、常见问题

洗牌算法具体是如何实现的?

四、解决方案

各算法在JS中实现

五、编码实战

六、拓展思考

几种算法性能如何?

sort()方法性能最好,其次是高纳德算法,然后是耶茨算法简化版,最后是耶茨算法基本版

七、参考文献

参考一:由乱序播放说开了去-数组的打乱算法Fisher–Yates Shuffle


八、更多讨论

还有哪些排序方法?

js十大排序方法:1.冒泡排序2.快速排序3.插入排序4.二分查找5.选择排序6.希尔排序7.归并排序8.堆排序9.计数排序10.桶排序

sort方法是否真正随机?

不随机,越靠近原来位置概率越高。

算法随机是否是真正意义上的随机?

不是,这只是计算机用确定性算法计算出来的数字序列,只不过具有一定的随机数性质,比如在大数据情况下,每个数字出现概率几乎相同。

鸣谢

感谢观看

BY 顾仁鹏

语法: return[()[expression][]]; 可选项 expression 参数是要从函数返回的值。如果省略,则该函数不返回值。 用 return 语句来终止一个函数的执行,并返回 expression 的值。如果 expression 被省略, 或在函数内没有 return 语句被执行,则把值 undefined 赋给调用当前函数的表达式。