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353，打乱数组_打乱数组

打乱一个没有重复元素的数组。

示例:

// 以数字集合 1, 2 和 3 初始化数组。 int[] nums = {1,2,3};

Solution solution = new Solution(nums);

// 打乱数组 [1,2,3] 并返回结果。任何 [1,2,3]的排列返回的概率应该相同。

solution.shuffle();

// 重设数组到它的初始状态[1,2,3]。

solution.reset();

// 随机返回数组[1,2,3]打乱后的结果。

solution.shuffle();



答案：

public class Solution {
    private int[] nums;
    private Random random;

    public Solution(int[] nums) {
        this.nums = nums;
        random = new Random();
    }

    //重置数组，就是返回之前的数组
    public int[] reset() {
        return nums;
    }


    //打乱数组
    public int[] shuffle() {
        if (nums == null)
            return null;
        int[] a = nums.clone();//clone一个新的数组
        for (int j = 1; j < a.length; j++) {
            int i = random.nextInt(j + 1);
            swap(a, i, j);
        }
        return a;
    }

    //交换两个数字的值
    private void swap(int[] a, int i, int j) {
        if (i != j) {
            a[i] ^= a[j];
            a[j] ^= a[i];
            a[i] ^= a[j];
        }
    }
}

解析：

代码很简单，就不再过多叙述。上面的swap方法是叫交换两个数的值，如果不这样写，我们还可以通过一个临时变量来交换，比如下面这样

private void swap(int[] a, int i, int j) {
        int t = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = t;
    }

这种写法估计大家都能看的懂，非常简单，除了上面两种写法以外，我们还可以再换一种写法

private void swap(int[] a, int i, int j) {
        if (i != j) {
            a[i] = a[i] + a[j];
            a[j] = a[i] - a[j];
            a[i] = a[i] - a[j];
        }
    }

这种写法估计大家会有疑惑，第3行两个数相加会不会出现数字溢出，这种考虑是对的，但这种担忧是多余的，如果a[i]，和a[j]都比较大的话，相加会出现溢出，但不影响最终的结果。因为a[i]和a[j]无论多大，他们相加的结果最多只会往前进一位。举个例子，一个3位数和一个3位数相加最多只能是4位数，不可能是5位数。而二进制的最高位是符号位，1表示的是负数，0表示的是非负数，他们是可以参与运算的。我们可以写一段代码来测试一下

public static void main(String args[]) {
    int a = Integer.MAX_VALUE - 5;
    int b = Integer.MAX_VALUE - 20;
    System.out.println("交换之前--》：a的值是：" + a + "：---->b的值是：" + b);
    a = a + b;
    System.out.println("相加之后a的值：" + a + "\t\t二进制是：" + Util.bitInt32(a));
    b = a - b;
    System.out.println("相减之后b的值：" + b + "\t二进制是：" + Util.bitInt32(b));
    a = a - b;
    System.out.println("相减之后a的值：" + a + "\t二进制是：" + Util.bitInt32(a));
    System.out.println("交换之后--》：a的值是：" + a + "：---->b的值是：" + b);
}

我们看到第5行肯定会出现数字溢出，我们来看一下打印的结果

交换之前--》：a的值是：2147483642：---->b的值是：2147483627
    相加之后a的值：-27                  二进制是：11111111 11111111 11111111 11100101
    相减之后b的值：2147483642    二进制是：01111111 11111111 11111111 11111010
    相减之后a的值：2147483627    二进制是：01111111 11111111 11111111 11101011
    交换之后--》：a的值是：2147483627：---->b的值是：2147483642

尽管a和b非常大，但最终还是实现了a和b的交换。



353，打乱数组_数组_02