名稱空間
變體
操作

std::ranges::sample

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集合操作(於已排序範圍上)
堆操作
最小/最大值操作
       
       
排列操作
摺疊操作
數值操作
(C++23)            
對未初始化儲存的操作
返回型別
 
定義於標頭檔案 <algorithm>
呼叫簽名 (Call signature)
template< std::input_iterator I, std::sentinel_for<I> S,

          std::weakly_incrementable O, class Gen >
requires (std::forward_iterator<I> || std::random_access_iterator<O>) &&
          std::indirectly_copyable<I, O> &&
          std::uniform_random_bit_generator<std::remove_reference_t<Gen>>

O sample( I first, S last, O out, std::iter_difference_t<I> n, Gen&& 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>) &&
          std::indirectly_copyable<ranges::iterator_t<R>, O> &&
          std::uniform_random_bit_generator<std::remove_reference_t<Gen>>

O sample( R&& r, O out, ranges::range_difference_t<R> n, Gen&& gen );
(2) (C++20 起)
1) 從序列 [firstlast) 中選擇 M = min(n, last - first) 個元素(不替換),使得每個可能的樣本出現的機率相等,並將這些選定的元素寫入以 out 開頭的範圍中。
當且僅當 `I` 建模 std::forward_iterator 時,該演算法是穩定的(保留選定元素的相對順序)。
如果 out[firstlast) 範圍內,則行為未定義。
2)(1) 相同,但使用 r 作為源範圍,如同使用 ranges::begin(r) 作為 first,並使用 ranges::end(r) 作為 last

本頁描述的類函式實體是 演算法函式物件(非正式地稱為 niebloids),即

目錄

[編輯] 引數

first, last - 定義要進行取樣的元素範圍總體)的迭代器-哨兵對
r - 要進行取樣的範圍(總體
out - 寫入樣本的輸出迭代器
n - 要取樣的數量
gen - 用作隨機性來源的隨機數生成器

[編輯] 返回值

一個等於 out + M 的迭代器,即結果樣本範圍的末尾。

[編輯] 複雜度

線性:𝓞(last - first)

[編輯] 注意

此函式可以實現選擇取樣水塘抽樣

[編輯] 可能的實現

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>)
        {
            // this branch preserves "stability" of the sample elements
            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 is a random_access_iterator
            diff_t sample_size{};
            // copy [first, first + M) elements to "random access" output
            for (; first != last && sample_size != n; ++first)
                out[sample_size++] = *first;
            // overwrite some of the copied elements with randomly selected ones
            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 {};

[編輯] 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);
    }
}

可能的輸出

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 }

[編輯] 參閱

隨機地重排一個範圍中的元素
(演算法函式物件)[編輯]
(C++17)
從一個序列中選擇 N 個隨機元素
(函式模板) [編輯]