链表中的随机性

Randomness in linked lists

本文关键字：随机性 链表      更新时间：2023-10-16

我们能在链表中获得随机性吗？。我正在实施太空射击游戏，在这个游戏中敌人应该随机射击子弹。我将敌人存储在链表中，我想随机选择一些敌人并从中射击。如何对链接列表执行此操作？

在我看来，随机化一个数字N，然后让飞船N射击不是正确的方法。首先，这意味着一艘船将拍摄每一帧或每一个转弯，这不一定是你想要的。

问题是，无论屏幕上有多少敌人，发射的子弹数量都是一样的。无论你有1个敌人还是100个敌人，所有敌人加在一起的射速都将是每回合/每帧一枪，这在游戏设计方面毫无意义。这也意味着一艘船有时可能在2xN转弯时不会开火(这有点像旧的武侠电影，坏人排队等待与"英雄"战斗，从不同时攻击)。

在我看来，最好的方法是对船只进行迭代，使每艘船只都有一定的概率开火，最好是基于它上次开火的时间。

long now = getCurrentTime... /*replace with real function*/
double epsilon = 0.0001; /*adjust as needed*/
while(current = enemyList.next()){
if(Math.random() < epsilon * (now - current.lastFired))
{
current.fire();
current.lastFired = now;
}
}

如果你不利用这个机会，在N个元素上迭代几乎没有任何意义。如果你使用列表，这意味着你计划迭代所有敌人并更新每个敌人。在其中的N个上再次迭代毫无意义，只是为了选择一个来开火。

您可以从第一个节点开始，调用n amount的"next"。

伪代码：

int num = Math.random() * myLinkedList.Count;
for( num ){
myLinkedList.next();
}
return myLinkedList.currentNode;

也许你可以添加第二个容器，比如array/arraylist/vvector，并从那里管理它。。。你可以随时问你的教授他/她是否同意。

如果你确切地知道你的列表中有多少项目，以及你想在每帧中拍摄多少项目，实际上有一种相对简单的方法：对于每个项目，如果在N和p的列表中还有k项目要拍摄，则当前项目应当以概率p/k-射击，并且随后应当更新k和p的值。这个的伪代码看起来像：

myThing curThing = myList->head;
int objectsLeft = myListCount;
int shootersLeft = numShootersPerTick;
while ( curThing )
{
if ( random(objectsLeft) < shootersLeft )
{
curThing->Shoot();
shootersLeft--;
}
objectsLeft--;
curThing = curThing->next;
}

注意，我假设random(N)返回一个介于0和N-1之间的数字；即N个事物中的一个。虽然这种算法似乎应该选择具有不同概率的不同项目(毕竟，对随机数的检查对每个项目都在变化！)，但从数学上可以看出，这不仅选择了具有正确概率的每个射手，而且每组射手的可能性实际上是相等的。

假设您想从列表中选择k随机元素(N是总数)。选择的这些k元素应该是完全随机的。方法如下：

  1. 从第一个k元素开始

  2. 通过列表前进；当与第m个元素一起出现时，生成随机整数0<=r<m。

    • 如果是r<k，则抛出先前随机选择的元素，并将其替换为第m个元素

一个带有概率和归纳论证的小算术表明，这给了所有元素相等的机会。

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