JS数组随机排序3种实用方法

IT行业相对于一般传统行业，发展更新速度更快，一旦停止了学习，很快就会被行业所淘汰。所以我们需要踏踏实实的不断学习，精进自己的技术，尤其是初学者。今天golang学习网给大家整理了《JS数组随机排序的3种方法》，聊聊，我们一起来看看吧！

数组随机排序的实现方法有三种：1. 使用sort()结合Math.random()，简单但随机性不均；2. Fisher-Yates算法，保证完美随机且时间复杂度为O(n)；3. 循环遍历交换法，易懂但可能存在概率偏差。若对随机性要求高，推荐使用Fisher-Yates算法；若要求不高，可选用其他两种方法之一。

数组随机排序，简单来说，就是打乱数组元素的顺序，让每一次排序的结果都充满不确定性。这在很多场景下都很有用，比如抽奖、游戏洗牌等等。

解决方案

实现数组随机排序，本质上是让数组中的每一个元素都有机会被放到任何一个位置上。下面介绍三种常见的JavaScript实现方法。

1. sort() 方法结合 Math.random()

这是最简单粗暴的方法，利用 Array.prototype.sort() 方法，传入一个比较函数，比较函数返回一个随机数。

function shuffle(arr) {
  return arr.sort(() => Math.random() - 0.5);
}

let myArray = [1, 2, 3, 4, 5];
let shuffledArray = shuffle(myArray.slice()); // 复制数组，避免修改原数组
console.log(shuffledArray);

原理： sort() 方法默认是按照 Unicode 编码排序的，传入比较函数后，根据函数的返回值决定元素的顺序。Math.random() - 0.5 会随机返回正数或负数，从而导致 sort() 方法随机交换元素的位置。

缺点： 这种方法虽然简单，但存在一个问题：它的随机性并不完美。由于 sort() 方法的实现机制，某些元素更容易被排到前面或后面，导致概率不均等。

2. Fisher-Yates (Knuth) 洗牌算法

这是一种经典的洗牌算法，它能保证每个元素被放到每个位置的概率都是相等的。

function shuffle(arr) {
  let n = arr.length;
  for (let i = n - 1; i > 0; i--) {
    let j = Math.floor(Math.random() * (i + 1)); // 随机选择一个索引 j，j <= i
    [arr[i], arr[j]] = [arr[j], arr[i]]; // 交换 arr[i] 和 arr[j]
  }
  return arr;
}

let myArray = [1, 2, 3, 4, 5];
let shuffledArray = shuffle(myArray.slice()); // 复制数组，避免修改原数组
console.log(shuffledArray);

原理： 从数组的最后一个元素开始，与前面的随机一个元素进行交换。然后倒数第二个元素，再与前面的随机一个元素交换，以此类推。 这样，每个元素都有相同的概率被放到任何一个位置上。

优点： 保证了完美的随机性，时间复杂度为 O(n)。

3. 循环遍历交换法

这种方法类似于 Fisher-Yates 算法，但更易于理解。

function shuffle(arr) {
  let n = arr.length;
  for (let i = 0; i < n; i++) {
    let j = Math.floor(Math.random() * n); // 随机选择一个索引 j
    [arr[i], arr[j]] = [arr[j], arr[i]]; // 交换 arr[i] 和 arr[j]
  }
  return arr;
}

let myArray = [1, 2, 3, 4, 5];
let shuffledArray = shuffle(myArray.slice()); // 复制数组，避免修改原数组
console.log(shuffledArray);

原理： 遍历数组，每次都将当前元素与数组中的随机一个元素进行交换。

优点： 代码简单易懂，但随机性不如 Fisher-Yates 算法。 理论上，它也能达到随机排序的效果，但在某些情况下，可能会出现概率偏差。

如何选择合适的随机排序算法？

如果对随机性要求不高，只是简单地打乱数组顺序，可以使用 sort() 方法。 如果对随机性要求很高，比如在抽奖、游戏等场景下，建议使用 Fisher-Yates 算法。 循环遍历交换法介于两者之间，可以根据实际情况选择。

数组随机排序会改变原数组吗？

上面示例代码都使用了 myArray.slice() 来复制数组，避免修改原数组。 如果不需要保留原数组，可以直接在原数组上进行操作。 但通常情况下，为了避免意外修改原数据，建议先复制数组再进行排序。

如何测试数组随机排序算法的随机性？

一个简单的测试方法是：运行随机排序算法多次，统计每个元素出现在每个位置的次数。 如果算法是完全随机的，那么每个元素出现在每个位置的概率应该大致相等。 可以使用循环和计数器来实现这个测试。

本篇关于《JS数组随机排序3种实用方法》的介绍就到此结束啦，但是学无止境，想要了解学习更多关于文章的相关知识，请关注golang学习网公众号！