更好的随机“感觉”短序列的整数生成器

Question

我正在尝试找出一种方法来创建在短序列上“感觉”随机的随机数。这是一个问答游戏，有四种可能的选择，软件需要选择四个位置之一来放置正确答案，然后再用干扰项填充其他三个位置。

显然，arc4random % 4 将在长序列中创建足够随机的结果，但在短序列中，完全有可能（并且经常发生！）有 5 或 6 个相同的数字返回连续。这就是我想要避免的。

我也不想简单地说“永远不要选择同一个方块两次”，因为这会导致除了第一个问题之外的每个问题都只有三个可能的答案。目前我正在做这样的事情：

bool acceptable = NO;
do {
  currentAnswer = arc4random() % 4;
  if (currentAnswer == lastAnswer) {
    if (arc4random() % 4 == 0) {
      acceptable = YES;
    }
  } else {
    acceptable = YES;
  }
} while (!acceptable);

是否有我忽略的更好的解决方案？

Answer 1

如果您的问题是如何使用示例的概率非迭代地计算 currentAnswer，Guffa 可以为您提供答案。

如果问题是如何在不违反等概率的情况下避免随机聚类，并且您知道列表长度的上限，那么请考虑以下类似于取消排序的算法：

from random import randrange
# randrange(a, b) yields a <= N < b

def decluster():
    for i in range(seq_len):
        j = (i + 1) % seq_len
        if seq[i] == seq[j]:
            i_swap = randrange(i, seq_len) # is best lower bound 0, i, j?
            if seq[j] != seq[i_swap]:
                print 'swap', j, i_swap, (seq[j], seq[i_swap])
                seq[j], seq[i_swap] = seq[i_swap], seq[j]

seq_len = 20
seq = [randrange(1, 5) for _ in range(seq_len)]; print seq
decluster(); print seq
decluster(); print seq

其中与实际工作的 Python 代码的任何关系纯粹是巧合。我很确定先验概率得到维持，并且它似乎确实打破了集群（并且偶尔会添加一些）。但我很困，所以这只是为了娱乐目的。

Answer 2

您填充一系列结果，然后随机播放 它，然后按该顺序分配它们。

所以只有 8 个问题：

answer_slots = [0,0,1,1,2,2,3,3]

shuffle(answer_slots)

print answer_slots
 [1,3,2,1,0,2,3,0]

Answer 3

要将重复数字的概率降低 25%，您可以选择 0 到 3.75 之间的随机数字，然后旋转它，使 0.75 最终成为上一个答案。

为了避免使用浮点值，您可以将因子乘以四：

伪代码（其中 / 是整数除法）：

currentAnswer = ((random(0..14) + lastAnswer * 4) % 16) / 4

Answer 4

设置一个加权数组。假设最后一个值是 2。创建一个像这样的数组：

array = [0,0,0,0,1,1,1,1,2,3,3,3,3];

然后在数组中选择一个数字。

newValue = array[arc4random() % 13];

现在切换到使用数学而不是数组。

newValue = ( ( ( arc4random() % 13 ) / 4 ) + 1 + oldValue ) % 4;

对于 P 个可能性和权重 0 使用：

newValue = ( ( ( arc4random() % (P/W-P(1-W)) ) * W ) + 1 + oldValue ) % P;

对于 P=4 和 W=1/4，(P/WP(1-W)) = 13。这表示最后一个值的可能性是其他值的 1/4。

如果您完全消除最新的答案，它将与频繁出现的最新答案一样引人注目。我不知道什么重量适合您，但 1/4 是一个很好的起点。