std::ranges:: sample
std::ranges
| Non-modifying sequence operations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Modifying sequence operations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Partitioning operations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sorting operations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Binary search operations (on sorted ranges) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Set operations (on sorted ranges) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Heap operations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Minimum/maximum operations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Permutation operations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fold operations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Operations on uninitialized storage | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Return types | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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定义于头文件
<algorithm>
|
||
|
调用签名
|
||
|
template
<
std::
input_iterator
I,
std::
sentinel_for
<
I
>
S,
std::
weakly_incrementable
O,
class
Gen
>
|
(1) | (C++20 起) |
|
template
<
ranges::
input_range
R,
std::
weakly_incrementable
O,
class
Gen
>
requires
(
ranges::
forward_range
<
R
>
||
std::
random_access_iterator
<
O
>
)
&&
|
(2) | (C++20 起) |
[
first
,
last
)
中无放回地选取
M
=
min
(
n, last
-
first
)
个元素，使得每个可能的
样本
出现概率相等，并将这些选中的元素写入到以
out
为起始的范围内。
[
first
,
last
)
范围内，则行为未定义。
本页面描述的函数式实体是 算法函数对象 （非正式称为 niebloids ），即：
目录 |
参数
| first, last | - | 定义从中进行抽样（ 总体 ）的元素范围的 迭代器-哨位对 |
| r | - | 从中进行抽样的范围（ 总体 ） |
| out | - | 输出样本的输出迭代器 |
| n | - | 要抽取的样本数量 |
| gen | - | 用作随机性源的随机数生成器 |
返回值
一个等于 out + M 的迭代器，即结果采样范围的末端。
复杂度
线性 : 𝓞 ( last - first ) 。
注释
该函数可能实现 选择抽样 或 蓄水池抽样 。
可能的实现
struct sample_fn { template<std::input_iterator I, std::sentinel_for<I> S, std::weakly_incrementable O, class Gen> requires (std::forward_iterator<I> or std::random_access_iterator<O>) && std::indirectly_copyable<I, O> && std::uniform_random_bit_generator<std::remove_reference_t<Gen>> O operator()(I first, S last, O out, std::iter_difference_t<I> n, Gen&& gen) const { using diff_t = std::iter_difference_t<I>; using distrib_t = std::uniform_int_distribution<diff_t>; using param_t = typename distrib_t::param_type; distrib_t D{}; if constexpr (std::forward_iterator<I>) { // 此分支保留采样元素的"稳定性" auto rest{ranges::distance(first, last)}; for (n = ranges::min(n, rest); n != 0; ++first) if (D(gen, param_t(0, --rest)) < n) { *out++ = *first; --n; } return out; } else { // O 是 random_access_iterator diff_t sample_size{}; // 复制 [first, first + M) 元素到"随机访问"输出 for (; first != last && sample_size != n; ++first) out[sample_size++] = *first; // 用随机选择的元素覆盖部分已复制元素 for (auto pop_size{sample_size}; first != last; ++first, ++pop_size) { const auto i{D(gen, param_t{0, pop_size})}; if (i < n) out[i] = *first; } return out + sample_size; } } template<ranges::input_range R, std::weakly_incrementable O, class Gen> requires (ranges::forward_range<R> or std::random_access_iterator<O>) && std::indirectly_copyable<ranges::iterator_t<R>, O> && std::uniform_random_bit_generator<std::remove_reference_t<Gen>> O operator()(R&& r, O out, ranges::range_difference_t<R> n, Gen&& gen) const { return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), std::move(out), n, std::forward<Gen>(gen)); } }; inline constexpr sample_fn sample {}; |
示例
#include <algorithm> #include <iomanip> #include <iostream> #include <iterator> #include <random> #include <vector> void print(auto const& rem, auto const& v) { std::cout << rem << " = [" << std::size(v) << "] { "; for (auto const& e : v) std::cout << e << ' '; std::cout << "}\n"; } int main() { const auto in = {1, 2, 3, 4, 5, 6}; print("in", in); std::vector<int> out; const int max = in.size() + 2; auto gen = std::mt19937{std::random_device{}()}; for (int n{}; n != max; ++n) { out.clear(); std::ranges::sample(in, std::back_inserter(out), n, gen); std::cout << "n = " << n; print(", out", out); } }
可能的输出：
in = [6] { 1 2 3 4 5 6 }
n = 0, out = [0] { }
n = 1, out = [1] { 5 }
n = 2, out = [2] { 4 5 }
n = 3, out = [3] { 2 3 5 }
n = 4, out = [4] { 2 4 5 6 }
n = 5, out = [5] { 1 2 3 5 6 }
n = 6, out = [6] { 1 2 3 4 5 6 }
n = 7, out = [6] { 1 2 3 4 5 6 }
参见
|
(C++20)
|
随机重排范围内的元素
(算法函数对象) |
|
(C++17)
|
从序列中选择 N 个随机元素
(函数模板) |