广州4399面试题（一）

题目描述

现给定一个含有n个元素的数组，请随机获取其中的m个元素(不能重复获取)。

算法描述

首先，随机获取元素，可以使用rand() % 数组长度；

其次，要保证元素的不重复获取，只需将获取的元素从原数组中移除即可，但是每次都进行删除操作，需要频繁的移动数组元素，其复杂度很高；现在，我们换一种思路，将获取的元素与原数组最后的元素进行交换，再将数组的长度减一，那么就可以做到O(1)复杂度将其移除；详见下图：



此算法的时间复杂度为O(n)，其只与要获取的m个数有关，在n和m相差非常悬殊的时候，效率非常高。

程序源码

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#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)  

{  

    // 边界检测  

    if (items.size() < itemCount)  

        return ErrInvalidRange;  

  

    // 将结果向量清空，并预留足够的空间，防止多次分配导致的性能开销。  

    result.clear();  

    result.reserve(itemCount);  

  

    // 注意差1的边界错误  

    size_t itemsLength = items.size() - 1;  

  

    // 算法描述见正文  

    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;  

}  

总结

题目本身不难，但是要注意边界的校验，错误处理，代码可读性，数据抽象，时间及空间复杂度。另外，如果是现场写代码，最好问面试官原始数组是否允许修改！