C++ 中 Shuffle 和 Random_shuffle 的区别

2025年3月21日 | 阅读 6 分钟

在 C++ 编程领域,当涉及到容器内元素的洗牌(shuffling)时,开发者经常会在两个强大的竞争者之间纠结:shufflerandom_shuffle。乍一看,这两个函数可能看起来可以互换;然而,仔细检查通常会揭示出特征上的差异,这些差异可能对洗牌本身产生决定性的影响。这篇博文将讨论 shuffle 和 random_shuffle 之间的区别,以便您可以选择最适合您的方法。

老牌:random_shuffle

我们将从向洗牌算法中的“老前辈”——random_shuffle 致敬开始。这个函数已经存在了很多年,在这期间开发者们一直在利用它,并且没有遇到问题。它是通过使用一个随机数生成器来实现的,该生成器会重新排列某个区间内的元素。

适应性是 random_shuffle 函数的主要特点之一。它为开发者提供了提供自己的随机数生成器的优势灵活性,这在某些情况下可能非常必要。另一方面,如果不进行妥善管理,这种灵活性会带来许多问题,例如混淆和错误。

新来者登场:shuffle

现在,随着 C++11 的推出,shuffle 算法成为了新的竞争者。这个新来者是为了应对早期版本中的各种缺陷而出现的,旨在为用户提供更顺畅的洗牌体验。

与 random_shuffle 不同,shuffle 使用的随机数生成器的工作方式也有所不同。与其他需要用户提供单独生成器的生成器不同,shuffle 利用了 C++11 中引入的随机库。该库集成了多种随机数引擎、分布和算法,可以使洗牌更快,并且不易出错。

性能至关重要

shuffle 和 random_shuffle 都试图在性能方面实现良好的洗牌效果;然而,它们各自的过程可能会产生不同的最终结果。shuffle 所应用的随机库旨在生成更高级、更现代的随机数,这可能使其性能优于 random_shuffle 的旧方法。

此外,shuffle 还可以轻松指定自定义随机数生成器,这在对性能敏感的应用中至关重要,例如基于仿真的建模和测试。

弃用警告

值得一提的是,random_shuffle 是 C++ 标准库的一部分,但在 C++14 版本中已被移除。Shuffle 是替代 'deprecation'(弃用)的新推荐选项,这被 C++ 标准化委员会视为一个信号,其中 'shuffle' 是其推荐的后继者。

Random_shuffle 的弃用表明,有必要遵循 C++ 的更新趋势,并使用能够提高代码质量和维护性的新函数。

控制与定制

Shuffle 在洗牌过程的控制方面表现出色。使用 <random> 库可以让你选择随机数生成器、分布等等,使其适用于各种情况。

这种功能非常有帮助,尤其是在需要更精细地控制随机数生成方式,或者需要将它们集成到具有特殊需求的更大应用程序中时。

然而,考虑到它需要的样板代码更少,random_shuffle 对于初学者来说可能看起来更友好。它很简单,但缺乏灵活性和现代元素。

可预测性和可重复性

在调试和测试阶段,可预测性非常重要。启用 shuffle 选项可以控制随机数种子,从而实现可重复性。如果您只想模拟特定事件或追踪与混合过程相关的难以捉摸的问题,这也可能非常关键。

采用 shuffle 不仅仅意味着跟随趋势,还意味着利用新机会来提高性能,提供更灵活的执行方式,并跟上当前的工程方法。random_shuffle 的淘汰是 C++ 标准化机构发出的明确信号,即新一代开发者应该使用与现代语言标准一致的、更强大的算法。

Shuffle 为开发者提供了卓越的控制和更好的定制机会,因此可以根据特定的应用程序需求进行微调,以支持不同的洗牌过程。这种级别的适应性在需要对几率、不确定性或随机分布进行严格控制时尤为必要。

shuffle 的可预测性和高度可重复性进一步凸显了它的优势。设置特定的种子值可以更轻松地进行测试、调试,并确保程序功能的可靠性和完整性,这也是生成随机数过程中最重要的方面之一。

在 C++ 环境中,做出正确的算法选择至关重要。因此,开发者必须接受 shuffle 作为 random_shuffle 的替代品,并进一步探索 <random> 库中的其他功能。

实际上,使用 shuffle 而不是 random_shuffle 不仅仅是一次重构。这是一个战略性举措,旨在为 C++ 代码打造一个既实用又符合现在和未来需求的解决方案。开发者们正在进行转变,这使他们能够利用现代算法提供的优势,同时牢记代码应该高效、易于维护,并符合当前 C++ 规范。

在 C++ 编程的动态格局中,从 random_shuffle 过渡到 shuffle 不仅仅代表算法的更新。它象征着一项战略性举措,旨在构建不仅能满足当前需求,还能预测并适应语言未来的代码。通过拥抱 shuffle,开发者不仅能获得更高的性能和控制力,还能使他们的代码面向未来,抵御不断发展的标准。这种转变就像与现代 C++ 的脉搏同步,在这里,效率、适应性和遵守最新规范至关重要。选择 shuffle 不仅仅是一种偏好,而是一个有意识的步骤,旨在编写经得起时间考验的代码。

Shuffle 和 Random_Shuffle 的主要区别

Difference between Shuffle and Random_shuffle in C++

C++ 中的 ShuffleRandom_Shuffle 之间存在一些区别。Shuffle 和 Random_Shuffle 的一些主要区别如下:

特性shufflerandom_shuffle
引言C++ 中的这两种洗牌算法包括 shuffle 和 random_shuffle,它们具有不同的特性。有时开发者在它们之间做决定时会遇到困境。值得一提的是,random_shuffle 是较旧的洗牌方法,在各种编程语言中曾是一个理想的选择;然而,在 C++14 中,它已被淘汰。
适应性shuffle 非常灵活,允许程序员配置任何所需的随机数生成器、分布和其他功能。random_shuffle 支持一定程度的灵活性,因为它允许开发者使用自己的随机数生成器;否则,可能会出现关于卡片顺序的混淆。
现代化shuffle 比 random_shuffle 更新,并随 C++11 一起推出,作为 random_shuffle 的替代品。它没有提供足够的安全防护来抵御漏洞。random_shuffle 来自较旧的 C++ 标准,已被撤回,以告知程序员他们应该开始采用更新的选项。
性能shuffle 利用 C++11 中引入的 <random> 库,提供了一种更高级、更高效的随机数生成方法。random_shuffle 依赖于较旧的方法,与 shuffle 使用的更现代技术相比,可能导致性能差异。
定制控制shuffle 在洗牌过程的控制方面表现出色,允许开发者根据特定需求微调算法。random_shuffle 由于其简单性,对初学者来说可能更友好,但它缺乏 shuffle 提供的灵活性和现代功能。
可预测性和可重复性shuffle 通过控制随机数种子来实现可预测性和可重复性,这对于调试和测试至关重要。random_shuffle 缺乏同等的控制级别,可能难以重现特定的洗牌序列用于调试目的。
弃用警告random_shuffle 在 C++14 中已被弃用,表明开发者应过渡到更现代的替代品,例如 shuffleC++ 标准化委员会推荐 shuffle 作为 random_shuffle 的后继者,敦促开发者为其未来的兼容性而采用它。

结论

总之,在 C++ 中选择 shufflerandom_shuffle 之间的算法是一个开发者必须根据自身需求和语言的现代标准做出的关键决定。多年来,random_shuffle 一直是我的好朋友;然而,它在 C++14 中的退休促使我寻找更现代的变体,例如 shuffle。

Shuffler 库中的 "shuffle" 提供了改进的性能和更直接、无错误的洗牌方式。开发者拥有更大的控制权,因为他们可以为 shuffle 指定自己的自定义随机数生成器。

此外,random_shuffle 已被弃用,应该被现代 C++ 的新功能所取代,这些新功能更适合实现能够经久不衰的代码,而不是只用几个月。现在应该采用 Shuffle,因为它不仅仅是为了偏好,更是为了确保 C++ 现在和未来生成代码都能高效运行而没有 bug。