c++ - Unordered_set迭代器随机

Question

我从 Google 了解到一个关于设计支持快速插入、删除和删除随机元素的类的面试问题。我在考虑cpp中的unordered_set，insert和erase已经有了。然后对于删除随机元素，我认为 unordered_set 的 begin() 方法指向一个随机元素，我可以获取它的值并将其从集合中删除。这是否总能起到从集合中删除随机值的作用？谢谢!

编辑:如果您能想到一些其他数据结构，请随意发表评论，不必是 unordered_set。

Answer 1

我认为 begin() 的值不够随机。可能最好自己进行一些随机化。一种方法是 从哈希表中随机选择一个桶并获取该桶的 begin() 值:

#include <unordered_set>
#include <random>

// Assume that T is some arbitrary type for which std::hash<T> is defined
std::unordered_set<T> myset; 

// put some elements into the set

unsigned bcount = myset.bucket_count(); // get the number of buckets
std::mt19937 rng(time(0)); // random number generator (seeded with time(0))

// returns a number in [0, bcount - 1]
uniform_int_distribution<unsigned> d(0, bcount - 1); 

// returns a random bucket index
unsigned rbucket = d(rng); 

// returns the beginning element of the selected bucket
auto it = myset.begin(rbucket); 
myset.erase(it); // removes the selected element

这当然比采用 begin() 的值更随机，但仍然不统一，因为桶的开始元素是首选的。如果你想保证整个容器的均匀分布，你可以简单地取一个随机值r in [0, myset.size()-1]，并遍历集合以到达该元素:

#include <unordered_set>
#include <random>

// Assume that T is some arbitrary type for which std::hash<T> is defined
std::unordered_set<T> myset;

// put some elements into the set

std::mt19937 rng(time(0)); // random number generator (seeded with time(0))
uniform_int_distribution<unsigned> d(0, myset.size() - 1); 

// returns a random number from [0, myset.size() - 1]
unsigned r = d(rng); 

// iterates through the container to the r-th element
auto it = myset.begin();
for(; it != myset.end() && r > 0; ++it, r--);
myset.erase(it); // erasing the selected element

这会移除一个具有(伪)均匀概率的元素，但效率不高，因为它需要遍历容器。我认为您不能通过使用 std::unordered_set 做得更好。