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std::random_shuffle, std::shuffle

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Definido en el encabezado <algorithm>
template< class RandomIt >
void random_shuffle( RandomIt first, RandomIt last );
(1) (obsoleto en C++14)
(eliminado en C++17)
template< class RandomIt, class RandomFunc >
void random_shuffle( RandomIt first, RandomIt last, RandomFunc& r );
(2) (hasta C++11)
template< class RandomIt, class RandomFunc >
void random_shuffle( RandomIt first, RandomIt last, RandomFunc&& r );
(desde C++11)
(obsoleto en C++14)
(eliminado en C++17)
template< class RandomIt, class URBG >
void shuffle( RandomIt first, RandomIt last, URBG&& g );
(3) (desde C++11)

Reordena los elementos en el rango dado [first, last) de modo que cada posible permutación de esos elementos tenga igual probabilidad de aparición.

1) La fuente de aleatoriedad está definida por la implementación, pero a menudo se usa la función std::rand.
2) La fuente de aleatoriedad es el objeto función r.
Si se cumple alguna de las siguientes condiciones, el comportamiento no está definido:
  • El tipo de retorno de r no es convertible a std::iterator_traits<RandomIt>::difference_type.
  • Dado un valor positivo n de tipo std::iterator_traits<RandomIt>::difference_type, el resultado de r(n) no es un valor elegido aleatoriamente en el intervalo [0, n).
3) La fuente de aleatoriedad es el objeto g.
Dado el tipo T como std::remove_reference_t<URBG>, si se cumple alguna de las siguientes condiciones, el comportamiento no está definido:
  • T::result_type no es convertible a std::iterator_traits<RandomIt>::difference_type.
(hasta C++20)

Si el tipo de *first no es Swappable(hasta C++11)RandomIt no es ValueSwappable(desde C++11), el comportamiento no está definido.

Parámetros

first, last - el par de iteradores que definen el rango de elementos a mezclar aleatoriamente
r - objeto función que devuelve un valor elegido aleatoriamente
g - objeto generador que devuelve un valor elegido aleatoriamente
Requisitos de tipo
-
RandomIt debe cumplir los requisitos de LegacyRandomAccessIterator.

Complejidad

Exactamente std::distance(first, last) - 1 intercambios.

Posible implementación

Véase también las implementaciones en libstdc++ y libc++.

random_shuffle (1)
template<class RandomIt>
void random_shuffle(RandomIt first, RandomIt last)
{
    typedef typename std::iterator_traits<RandomIt>::difference_type diff_t;
    
    for (diff_t i = last - first - 1; i > 0; --i)
    {
        using std::swap;
        swap(first[i], first[std::rand() % (i + 1)]);
        // rand() % (i + 1) is not actually correct, because the generated number is
        // not uniformly distributed for most values of i. The correct code would be
        // a variation of the C++11 std::uniform_int_distribution implementation.
    }
}
random_shuffle (2)
template<class RandomIt, class RandomFunc>
void random_shuffle(RandomIt first, RandomIt last, RandomFunc&& r)
{
    typedef typename std::iterator_traits<RandomIt>::difference_type diff_t;
    
    for (diff_t i = last - first - 1; i > 0; --i)
    {
        using std::swap;
        swap(first[i], first[r(i + 1)]);
    }
}
shuffle (3)
template<class RandomIt, class URBG>
void shuffle(RandomIt first, RandomIt last, URBG&& g)
{
    typedef typename std::iterator_traits<RandomIt>::difference_type diff_t;
    typedef std::uniform_int_distribution<diff_t> distr_t;
    typedef typename distr_t::param_type param_t;
    
    distr_t D;
    for (diff_t i = last - first - 1; i > 0; --i)
    {
        using std::swap;
        swap(first[i], first[D(g, param_t(0, i))]);
    }
}

Notas

Tenga en cuenta que la implementación no está dictada por el estándar, por lo que incluso si se usa exactamente el mismo RandomFunc o URBG (Generador de Números Aleatorios Uniformes) puede obtener resultados diferentes con diferentes implementaciones de la biblioteca estándar.

La razón para eliminar std::random_shuffle en C++17 es que la versión solo con iteradores normalmente depende de std::rand, que ahora también se discute para su eliminación. (std::rand debería ser reemplazado por las clases del encabezado <random>, ya que std::rand es considerado dañino.) Además, la versión std::random_shuffle solo con iteradores normalmente depende de un estado global. El algoritmo shuffle de std::shuffle es el reemplazo preferido, ya que usa un URBG como su 3er parámetro.

Ejemplo

Mezcla aleatoriamente la secuencia [1, 10] de enteros:

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

int main()
{
    std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
    
    std::random_device rd;
    std::mt19937 g(rd());
    
    std::shuffle(v.begin(), v.end(), g);
    
    std::copy(v.begin(), v.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    std::cout << '\n';
}

Posible salida:

8 6 10 4 2 3 7 1 9 5

Informes de defectos

Los siguientes informes de defectos que cambian el comportamiento se aplicaron retroactivamente a los estándares C++ previamente publicados.

DR Aplicado a Comportamiento como se publicó Comportamiento correcto
LWG 395 C++98 la fuente de aleatoriedad de la sobrecarga (1) no estaba especificada, y
std::rand no podía ser la fuente debido al requisito de la biblioteca C
está definida por la implementación,
y se permite usar std::rand
LWG 552
(N2423)
C++98 r no se requería que fuera la fuente
de aleatoriedad de la sobrecarga (2)[1]
requerido
  1. ↑ La sobrecarga (3) tiene el mismo defecto, pero esa parte de la resolución no es aplicable a C++98.

Véase también

genera la siguiente permutación lexicográfica mayor de un rango de elementos
(plantilla de función & objeto función de algoritmo)
genera la siguiente permutación lexicográfica menor de un rango de elementos
(plantilla de función & objeto función de algoritmo)
reordena aleatoriamente los elementos en un rango
(objeto función de algoritmo)