JavaScript学习笔记：数组随机排序
JavaScript中提供了sort()和reverse()方法对数组项重新排序。但很多时候这两个方法无法满足我们实际业务的需求，比如说扑克牌游戏中的随机洗牌。
在这篇文章一起来学习如何完成上面这个示例的效果，以及一些有关于数组随机排序的相关知识。
在网上查了一下有关于数组随机排序的相关资料，都看到了Math.random()的身影。打开浏览器控制器，输入：
Math.random()
有关于JavaScript随机数相关介绍，可以阅读《Math.random()随机数的二三事》一文。
从图中可以看出Math.random()得到的是0~1之间的随机数。众所周知，sort()可以调用一个函数做为参数，如果这个函数返回的值为-1表示数组中的a项排在b项前。如此一来，可以写一个随机函数，让Math.random()随机出来的数与0.5做为一个比较，如果大于.5就返回 -1(a排在b前面)，反之返回1(b排在a前面):
function randomSort(a, b) {
return Math.random() > 0.5 ? -1 : 1;
}
看个示例：
var arr = [1,2,3,4,5,6,7,8,9];
arr.sort(randomSort);
这样一来，就可以实现文章开头的示例效果：
虽然前面的方法实现了数组的随机排序，但总感觉每个元素被派到新数组的位置不是随机的。就如前面的示例，数组arr中值为1的元素，它的原先键值为0，随机排序后，1的键值要求上为0-8的几率是一样的。然后在这里是递减的，原因是sort()方法是依次比较的。
针对这种现象，我们可以使用下面这种递归的方法来处理：
function randomSort(arr, newArr) {
// 如果原数组arr的length值等于1时，原数组只有一个值，其键值为0
// 同时将这个值push到新数组newArr中
if(arr.length == 1) {
newArr.push(arr[0]);
return newArr; // 相当于递归退出
}
// 在原数组length基础上取出一个随机数
var random = Math.ceil(Math.random() * arr.length) - 1;
// 将原数组中的随机一个值push到新数组newArr中
newArr.push(arr[random]);
// 对应删除原数组arr的对应数组项
arr.splice(random,1);
return randomSort(arr, newArr);
}
如此一来，我们就可以这样使用：
for (var i = 0; i < 10; i++) {
var arr=[1,2,3,4,5,6,7,8,9];
var newArr=[];
randomSort(arr,newArr);
console.log(newArr);
}
输出结果：
执行randomSort(arr,newArr)函数之后，原数组arr就清空了。
如果使用这种方法来做文章开头洗牌的示例，就要在resetPic()函数中重置pukePic数组：
除了上面的两种方法之外，@Traveller在DIV.IO分享了一篇《数组元素随机化排序算法实现》，这篇文章提供了三种数组项随机排序的实现方法：
使用数组sort方法对数组元素随机排序
Array.prototype.shuffle = function(n) {
var len = this.length ,
num = n ? Math.min(n,len) : len,
arr = this.slice(0);
arr.sort(function(a,b){
return Math.random()-0.5;
});
return arr.slice(0,num-1);
}
随机交换数组内的元素
lib = {}
lib.range = function(min,max) {
return min + Math.floor(Math.random()*(max-min+1));
}
Array.prototype.shuffle = function(n) {
var len = this.length,
num = n ? Math.min(n,len) : len,
arr = this.slice(0),
temp,
index;
for (var i=0;i<len;i++){
index = lib.range(i,len-1);
temp = arr[i];
arr[i] = arr[index];
arr[index]=temp;
}
return arr.slice(0,num);
}
随机从原数组抽取一个元素,加入到新数组
lib = {}
lib.range = function(min,max) {
return min+Math.floor(Math.random()*(max-min+1));
}
Array.prototype.shuffle = function(n) {
var len = this.length,
num = n ? Math.min(n,len) : len,
arr = this.slice(0),
result=[],
index;
for (var i=0;i<num;i++){
index = lib.range(0,len-1-i);
// 或者 result.concat(arr.splice(index,1))
result.push(arr.splice(index,1)[0]);
}
return result
}
洗牌算法
数组随机排序其基本原理是洗牌算法(Fisher–Yates shuffle)：
是一种将有限集合的顺序打乱的一种算法
原理
- 定义一个数组（
shuffled），长度（length）是原数组（arr）长度 - 取
0到index(初始0) 随机值rand,shuffled[index] = shuffled[rand],shuffled[rand] = arr[index] index++; 重复第二步，直到index = length -1
就是 shuffled 从 0 到 length-1 的赋值过程，并且新加入的值是 arr[index]，shuffled[index] 的值是已赋值的元素中随机值shuffled[rand]，因为这样会有两个重复的值，所以 shuffled[rand] 就等于新加入的值 arr[index]
underscore.js 中的 shuffle 方法
function random(min, max) {
if (max == null) {
max = min;
min = 0;
}
return min + Math.floor(Math.random() * (max - min + 1));
};
function shuffle(arr) {
var length = arr.length,
shuffled = Array(length);
for (var index = 0, rand; index < length; index++) {
rand = random(0, index);
if (rand !== index) shuffled[index] = shuffled[rand];
shuffled[rand] = arr[index];
}
return shuffled;
}
实际运用：
var arr = [1,2,3,4,5,6,7,8,9];
for (var i = 0; i < 10; i++){
console.log(shuffle(arr));
}
Chrome输出的结果如下：
同样的，使用洗牌算法来完成文章最开头的示例：
还有更简单易理解的写法：
function shuffle(arr) {
var i,
j,
temp;
for (i = arr.length - 1; i > 0; i--) {
j = Math.floor(Math.random() * (i + 1));
temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
return arr;
};
有关于洗牌算法扩展阅读
- Fisher–Yates shuffle
- Shuffling an Array in JavaScript
- Fisher–Yates Shuffle
- 如何测试洗牌程序
- Fisher-Yates-shuffle洗牌算法
- How to randomize (shuffle) a JavaScript array?
总结
这篇文章主要总结和收集了有关于数组随机排序我相关资料。当然在坊间实现类似功能的方法还有很多种，此处只是收集和整理了这些，如果你有更好的方法，欢迎在评论中与我们一起分享。
初学者学习笔记，如有不对，还希望高手指点。如有造成误解，还希望多多谅解。
大漠
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