廣州4399面試題（一）

廣州4399面試題（一）

By 馬冬亮(凝霜  Loki)

一個人的戰爭(http://blog.csdn.net/MDL13412)

題目描述

現給定一個含有n個元素的陣列，請隨機獲取其中的m個元素(不能重複獲取)。

演算法描述

首先，隨機獲取元素，可以使用rand() % 陣列長度；

其次，要保證元素的不重複獲取，只需將獲取的元素從原陣列中移除即可，但是每次都進行刪除操作，需要頻繁的移動陣列元素，其複雜度很高；現在，我們換一種思路，將獲取的元素與原陣列最後的元素進行交換，再將陣列的長度減一，那麼就可以做到O(1)複雜度將其移除；詳見下圖：

此演算法的時間複雜度為O(n)，其只與要獲取的m個數有關，在n和m相差非常懸殊的時候，效率非常高。

程式原始碼

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iterator>

using namespace std;

typedef int ErrorType;

const ErrorType ErrSucceed          =   0;
const ErrorType ErrInvalidRange     =   10;
const ErrorType ErrUnknown          =   100;

template <typename ItemType>
ErrorType GetRandItemsFromArray(vector<ItemType> &items,
                                const size_t itemCount, 
                                vector<ItemType> &result)
{
    // 邊界檢測
    if (items.size() < itemCount)
        return ErrInvalidRange;

    // 將結果向量清空，並預留足夠的空間，防止多次分配導致的效能開銷。
    result.clear();
    result.reserve(itemCount);

    // 注意差1的邊界錯誤
    size_t itemsLength = items.size() - 1;

    // 演算法描述見正文
    for (size_t i = 0; i < itemCount; ++i)
    {
        int tmpIndex = rand() % itemsLength;
        result.push_back(items[tmpIndex]);
        swap(items[tmpIndex], items[itemsLength]);
        --itemsLength;
    }

    return ErrSucceed;
}

int main()
{
    vector<int> vec;
    for (int i = 0; i < 100; ++i)
        vec.push_back(i);
    vector<int> res;
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        GetRandItemsFromArray(vec, 10, res);
        copy(res.begin(), res.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
        cout << endl;
    }

    return 0;
}

總結

題目本身不難，但是要注意邊界的校驗，錯誤處理，程式碼可讀性，資料抽象，時間及空間複雜度。另外，如果是現場寫程式碼，最好問面試官原始陣列是否允許修改！