php 数组的部分随机化

Question

我希望有人能帮我解决这个问题。我想拿一个有序的 php 数组并随机"摇晃"它一点以更改顺序，但保留一些原始的整体结构。

想象一下，你有一盘彩色亮片，构成了一幅房子的图片。如果你稍微摇晃一下托盘，那么亮片就会移动，但是，根据你摇晃的程度，你仍然会保留一些房子的原始结构——它会更模糊。这就是我想用 php 数组做的事情。

我举个例子。假设我有以下数组：

$Array=Array(
  1=>15,
  2=>14,
  3=>13,
  4=>12,
  5=>11,
  6=>10,
  7=>9,
  8=>8,
  9=>7,
  10=>6,
  11=>5,
  12=>4,
  13=>3,
  14=>2,
  15=>1);

我希望能够稍微摇晃一下，给出类似的东西：

$Array=Array(
  1=>13,
  2=>15,
  3=>12,
  4=>14,
  5=>11,
  6=>8,
  7=>7,
  8=>10,
  9=>5,
  10=>6,
  11=>9,
  12=>4,
  13=>2,
  14=>1,
  15=>3);

该顺序已部分随机化，但总体下降趋势从 15 到 1 仍然存在。我希望这是有道理的。

除非我弄错了，否则我认为 php 中没有本机函数可以做到这一点。但是有谁知道这如何实现？

Answer 1

与其使用 shuffle() 或 array_shuffle() 等经过优化以获得尽可能多的随机结果的函数，不如编写自己的算法：

尝试一下"冒泡"策略：

通过交换一对
• 又一对来交换数组的元素。
• 始终从数组中成对选取相邻元素。
• 随机化为每个迭代步骤选择的现有对。
• 您可以限制迭代次数，从而限制结果的总"随机性"。

这应该比严格随机化更好地保留元素的粗略位置，因为元素在每次迭代中只能移动一个步骤。所以应该保持大趋势。多少取决于您执行的迭代次数。

下面是一个（非常简单的）示例实现：

#!/usr/bin/php
<?php
// the input array, just as you specified it
$input=array(
  1=>15,
  2=>14,
  3=>13,
  4=>12,
  5=>11,
  6=>10,
  7=>9,
  8=>8,
  9=>7,
  10=>6,
  11=>5,
  12=>4,
  13=>3,
  14=>2,
  15=>1
);
// the algorithm itself, a 'bubbling' function
function array_bubble (&$collection, $limit) {
    for ($i=1; $i<=$limit; $i++) {
        $pos=rand(min(1,sizeof($collection)-1);
        $help=$collection[$pos];
        $collection[$pos]  =$collection[$pos+1];
        $collection[$pos+1]=$help;
    }
    return $collection;
} // function array_bubble
// here the algorithm is called and the result printed
// note that the '20' in there is the number of iterations. Try changing it!
print_r(array_bubble($input,20));
?>

该脚本生成如下输出：

Array
(
    [1] => 11
    [2] => 15
    [3] => 13
    [4] => 8
    [5] => 14
    [6] => 12
    [7] => 9
    [8] => 10
    [9] => 5
    [10] => 6
    [11] => 7
    [12] => 4
    [13] => 1
    [14] => 3
    [15] => 2
)

Answer 2

arkascha 提到的冒泡策略的替代方案，您可以遍历数组，并生成一个具有高斯/正态分布的随机数来交换当前元素。也许在代码中描述得更好（未经测试）：

function swap (&$arr, $a, $b) {
    $tmp=$arr[$a];
    $arr[$a]=$arr[$b];
    $arr[$b]=$tmp; 
}
for ($i = 0; $i < count($arr); $i++) {
    $diff = round(stats_rand_gen_normal(0, 3));
    $j = max(0, min(count($arr), $i + $diff));
    swap($arr, $i, $j);
}

这应该只需要一次通过;抖动的平均值和标准偏差应该大致是要stats_rand_gen_normal的参数。