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二十三、随机数
 在实际开发中,经常用到随机数,例如:纸牌的游戏洗牌和发牌、生成测试数据等。
 函数原型:
 void srand(unsigned int seed); // 初始化随机数生成器(播种子)。
 int rand(); // 获一个取随机数。
 随机数生成器使用前如果不初始化,每次获取的随机数是相同的,通常用当前时间的秒数(time(0)
 函数的返回值)初始化随机数生成器。
 功能需求:
 写一个函数,随机生成 n 个整数,不允许重复。
 函数原型:
 void rrand(int arr[], const size_t len, const int minvalue=0);
 rrand(arr, 10); // 5 3 2 1 4 6 9 8 7 0
 rrand(arr, 10, 10); // 15 13 12 11 14 16 19 18 17 10
 示例:
 #include <iostream>
 using namespace std;
 void rrand(int arr[], const size_t len, const int minvalue = 0)
 {
 srand(time(0)); // 用当前时间(1970-1-1 到现在的秒数)作为随机数的种子。
 for (int ii = 0; ii < len; ii++) {
 while (true) {
 // 获取一个随机数,但是,这个数值不一定是有效的,可能在数组 arr 中已存在。
 int tmp = rand() % len + minvalue;
 // 判断获取的随机数 tmp 是否已存在数组 arr 中。
 int jj;
 for (jj = 0; jj < ii; jj++) // 注意,这里只遍历数组中有效的元素就行了,不是整个
 数组。
 if (tmp == arr[jj]) break;
 if (jj == ii) { // 如果 jj==ii,表示 tmp 不在数组 arr 中,把 tmp
 存入 arr[ii]。
 arr[ii] = tmp; break; // 跳出 while 循环。
 }
 }
 }
 }
 int main()
 {
 int arr[10];
 rrand(arr, 10);
 for (int ii = 0; ii < 10; ii++)
 cout << arr[ii] << " ";
 cout << endl;
 }
 二十四、随机发牌
 一副牌有 54 张,除掉大小王,还有 52 张,用 1-52 之间的数字表示,把它随机发给 4 个玩家。
 函数原型:
 // arr:每个玩家的牌面,第一维的大小是 4。
 void dealcards(int arr[][13]);
 要求:为了达到更好的随机效果,不能把洗好的牌按顺序发给玩家,要随机发放。
 50 44 19 45 22 40 8 27 17 13 51 29 18 37 34 12 2 5 46 33 31 4 32 35 14 9 23 43 21
 39 6 52 11 38 30 3 15 41 16 20 10 24 28 48 26 36 7 47 25 42 49 1
 49 43 18 44 21 39 7 26 16 12 50 28 17 36 33 11 1 4 45 32 30 3 31 34 13 8 22 42 20
 38 5 51 10 37 29 2 14 40 15 19 9 23 27 47 25 35 6 46 24 41 48 0
 玩家一:42 4
 玩家二:48
 玩家三:46
 玩家四:26
 提示:可以利用上节课的成果,能达到发牌的效果就行了,代码不拘一格。
 示例:
 #include <iostream>
 using namespace std;
 void rrand(int arr[], const size_t len, const int minvalue = 0)
 {
 srand(time(0)); // 用当前时间(1970-1-1 到现在的秒数)作为随机数的种子。
 for (int ii = 0; ii < len; ii++) {
 while (true) {
 // 获取一个随机数,但是,这个数值不一定是有效的,可能在数组 arr 中已存在。
 int tmp = rand() % len + minvalue;
 // 判断获取的随机数 tmp 是否已存在数组 arr 中。
 int jj;
 for (jj = 0; jj < ii; jj++) // 注意,这里只遍历数组中有效的元素就行了,不是整个
 数组。
 if (tmp == arr[jj]) break;
 if (jj == ii) { // 如果 jj==ii,表示 tmp 不在数组 arr 中,把 tmp
 存入 arr[ii]。
 arr[ii] = tmp; break; // 跳出 while 循环。
 }
 }
 }
 }
 // arr:每个玩家的牌面,第一维的大小是 3。
 void dealcards(int arr[][13])
 {
 int arr1[52]; // 洗牌数组。
 rrand(arr1, 52, 1); // 得到洗牌数组。
 for (int ii = 0; ii < 52; ii++)
 cout << arr1[ii] << " ";
 cout << endl;
 int arr2[52]; // 发牌数组。
 rrand(arr2, 52); // 得到发牌顺序数组。
 for (int ii = 0; ii < 52; ii++)
 cout << arr2[ii] << " ";
 cout << endl;
 int jj = 0; // 已发牌的数组下标,从 0-51。
 for (int ii = 0; ii < 13; ii++) // 一共发 13 轮。
 {
 arr[0][ii] = arr1[arr2[jj++]];
 arr[1][ii] = arr1[arr2[jj++]];
 arr[2][ii] = arr1[arr2[jj++]];
 arr[3][ii] = arr1[arr2[jj++]];
 }
 }
 int main()
 {
 int arr2[4][13];
 dealcards(arr2);
 for (int ii = 0; ii < 13; ii++)
 cout << arr2[0][ii] << " ";
 cout << endl;
 for (int ii = 0; ii < 13; ii++)
 cout << arr2[1][ii] << " ";
 cout << endl;
 for (int ii = 0; ii < 13; ii++)
 cout << arr2[2][ii] << " ";
 cout << endl;
 for (int ii = 0; ii < 13; ii++)
 cout << arr2[3][ii] << " ";
 cout << endl;
 cout << endl;
 }
 三十、静态顺序表
 示例(数据元素为整数):
 #include <iostream>
 using namespace std;
 #define MAXSIZE 100 // 顺序表的最大长度
 typedef int ElemType; // 给数据元素的数据类型起个别名。
 struct SeqList // 静态顺序表的结构体。
 {
 ElemType data[MAXSIZE]; // 用静态数组存储顺序表中的元素。
 size_t length; // 顺序表的表长(有效元素的个数)。
 };
 // 清空顺序表。
 void ClearList(SeqList& LL)
 {
 //LL.length = 0; // 表长置为 0。
 //memset(LL.data, 0, sizeof(ElemType) * MAXSIZE); // 清空数组。
 memset(&LL, 0, sizeof(SeqList)); // 清空结构体。
 }
 // 在顺序表 LL 的第 pos 个位置插入元素 ee,返回值:true-成功;false-失败。
 // 注意:在数据结构中,位置 pos 从 1 开始,不是从 0 开始。
 // 6 8 2 1 12 4 5 3 7 // 顺序表中的元素。
 // 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 // 位置。
 // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 // 数组下标。
 bool InsertList(SeqList& LL, const size_t pos, const ElemType& ee)
 {
 if (LL.length == MAXSIZE) { cout << "顺序表已满,不能插入。\n"; return false; }
 // 判断位置 pos 是否合法。
 if ((pos < 1) || (pos > LL.length + 1)) {
 cout << "插入位置" << pos << "不合法,应该在 1-" << LL.length + 1 << "之间。\n";
 return false;
 }
 // 把 pos 和 pos 之后的元素后移。
 if (pos < LL.length + 1)
 memmove(LL.data + pos, LL.data + pos - 1, (LL.length - pos + 1) * sizeof(ElemType));
 // 把元素 ee 的值赋值给顺序表的第 pos 个元素。
 //memcpy(&LL.data[pos - 1], &ee, sizeof(ElemType)); // 采用 memcpy 是为了兼容 ee 为
 结构体的情况。
 LL.data[pos - 1] = ee; // 在 C++中,结构体也可以用=赋值。
 LL.length++; // 表长加 1。
 return true;
 }
 // 求顺序表的表长,返回值表 LL 中元素的个数。
 size_t LengthList(const SeqList& LL)
 {
 return LL.length;
 }
 // 获取顺序表中第 pos 个元素的值,存放在 ee 中,返回值:false-失败;true-成功。
 bool GetElem(const SeqList LL, const size_t pos, ElemType& ee)
 {
 // 判断位置 pos 是否合法。
 if ((pos < 1) || (pos > LL.length)) return false;
 ee = LL.data[pos - 1];
 return true;
 }
 // 在顺序表 LL 的头部插入元素 ee。
 bool PushFront(SeqList& LL, const ElemType& ee)
 {
 return InsertList(LL, 1, ee);
 }
 // 在顺序表 LL 的尾部插入元素 ee。
 bool PushBack(SeqList& LL, const ElemType& ee)
 {
 return InsertList(LL, LL.length + 1, ee);
 }
 // 查找 ee 在顺序表 LL 中的位置,返回值:0-元素 ee 在表 LL 中不存在,>0 元素 ee 在表 LL 中的
 位置。
 size_t FindElem(const SeqList& LL, const ElemType& ee)
 {
 for (size_t ii = 0; ii < LL.length; ii++)
 {
 // 如果元素 ee 为结构体,以下代码要修改(比较数据元素的关键字)。
 if (LL.data[ii] == ee) return ii + 1;
 }
 return 0;
 }
 // 删除顺序表 LL 中的第 pos 个元素,返回值:0-位置 pos 不合法;1-成功。
 bool DeleteElem(SeqList& LL, const size_t pos)
 {
 // 判断位置 pos 是否合法,注意,pos 从 1 开始,不是从 0 开始,0 不符合人类的习惯。
 if ((pos < 1) || (pos > LL.length)) {
 cout << "删除位置" << pos << "不合法,应该在 1-" << LL.length << "之间。\n";
 return false;
 }
 // 把 pos 之后的元素前移。
 memmove(&LL.data[pos - 1], &LL.data[pos], sizeof(ElemType) * (LL.length - pos));
 LL.length--; // 表长减 1。
 return true;
 }
 // 删除顺序表 LL 中头元素。
 bool PopFront(SeqList& LL)
 {
 return DeleteElem(LL, 1);
 }
 // 删除顺序表 LL 中尾元素。
 bool PopBack(SeqList& LL)
 {
 return DeleteElem(LL, LL.length);
 }
 // 判断顺序表是否为空,返回值:true-空,false-非空。
 bool IsEmpty(const SeqList& LL)
 {
 if (LL.length == 0) return true;
 return false;
 }
 // 显示顺序表中全部的元素。
 void PrintList(const SeqList& LL)
 {
 if (LL.length == 0) { cout << "表为空。\n"; return; }
 for (size_t ii = 0; ii < LL.length; ii++)
 {
 cout << LL.data[ii] << " ";
 }
 cout << endl;
 }
 int main()
 {
 SeqList LL; // 创建顺序表。
 ClearList(LL); // 清空顺序表。
 ElemType ee; // 创建一个数据元素。
 cout << "在表中插入元素(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)。\n";
 ee = 1; InsertList(LL, 1, ee);
 ee = 2; InsertList(LL, 1, ee);
 ee = 3; InsertList(LL, 1, ee);
 ee = 4; InsertList(LL, 1, ee);
 ee = 5; InsertList(LL, 1, ee);
 ee = 6; InsertList(LL, 1, ee);
 ee = 7; InsertList(LL, 1, ee);
 ee = 8; InsertList(LL, 1, ee);
 ee = 9; InsertList(LL, 1, ee);
 ee = 10; InsertList(LL, 1, ee);
 PrintList(LL);
 cout << "在表头插入元素(11),表尾插入元素(12)。\n";
 ee = 11; PushFront(LL, ee);
 ee = 12; PushBack(LL, ee);
 PrintList(LL);
 cout << "在第 5 个位置插入元素(13)。\n";
 ee = 13; InsertList(LL, 5, ee);
 PrintList(LL);
 cout << "删除表中第 7 个元素。\n";
 DeleteElem(LL, 7); PrintList(LL);
 cout << "删除表头元素。\n";
 PopFront(LL); PrintList(LL);
 cout << "删除表尾元素。\n";
 PopBack(LL); PrintList(LL);
 GetElem(LL, 5, ee);
 cout << "第 5 个元素的值是" << ee << "。\n";
 ee = 8;
 cout << "元素值为 8 的位置是=" << FindElem(LL, ee) << endl;
 }
 示例(数据元素为结构体):
 #include <iostream>
 using namespace std;
 #define MAXSIZE 100 // 顺序表的最大长度
 typedef struct stgirl // 超女结构体。
 {
 int bh;
 char name[21];
 } ElemType; // 给数据元素的数据类型起个别名。
 struct SeqList // 静态顺序表的结构体。
 {
 ElemType data[MAXSIZE]; // 用静态数组存储顺序表中的元素。
 size_t length; // 顺序表的表长(有效元素的个数)。
 };
 // 清空顺序表。
 void ClearList(SeqList& LL)
 {
 //LL.length = 0; // 表长置为 0。
 //memset(LL.data, 0, sizeof(ElemType) * MAXSIZE); // 清空数组。
 memset(&LL, 0, sizeof(SeqList)); // 清空结构体。
 }
 // 在顺序表 LL 的第 pos 个位置插入元素 ee,返回值:true-成功;false-失败。
 // 注意:在数据结构中,位置 pos 从 1 开始,不是从 0 开始。
 // 6 8 2 1 12 4 5 3 7 // 顺序表中的元素。
 // 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 // 位置。
 // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 // 数组下标。
 bool InsertList(SeqList& LL, const size_t pos, const ElemType& ee)
 {
 if (LL.length == MAXSIZE) { cout << "顺序表已满,不能插入。\n"; return false; }
 // 判断位置 pos 是否合法。
 if ((pos < 1) || (pos > LL.length + 1)) {
 cout << "插入位置" << pos << "不合法,应该在 1-" << LL.length + 1 << "之间。\n";
 return false;
 }
 // 把 pos 和 pos 之后的元素后移。
 if (pos < LL.length + 1)
 memmove(LL.data + pos, LL.data + pos - 1, (LL.length - pos + 1) * sizeof(ElemType));
 // 把元素 ee 的值赋值给顺序表的第 pos 个元素。
 //memcpy(&LL.data[pos - 1], &ee, sizeof(ElemType)); // 采用 memcpy 是为了兼容 ee 为
 结构体的情况。
 LL.data[pos - 1] = ee; // 在 C++中,结构体也可以用=赋值。
 LL.length++; // 表长加 1。
 return true;
 }
 // 求顺序表的表长,返回值表 LL 中元素的个数。
 size_t LengthList(const SeqList& LL)
 {
 return LL.length;
 }
 // 获取顺序表中第 pos 个元素的值,存放在 ee 中,返回值:false-失败;true-成功。
 bool GetElem(const SeqList LL, const size_t pos, ElemType& ee)
 {
 // 判断位置 pos 是否合法。
 if ((pos < 1) || (pos > LL.length)) return false;
 ee = LL.data[pos - 1];
 return true;
 }
 // 在顺序表 LL 的头部插入元素 ee。
 bool PushFront(SeqList& LL, const ElemType& ee)
 {
 return InsertList(LL, 1, ee);
 }
 // 在顺序表 LL 的尾部插入元素 ee。
 bool PushBack(SeqList& LL, const ElemType& ee)
 {
 return InsertList(LL, LL.length + 1, ee);
 }
 // 查找 ee 在顺序表 LL 中的位置,返回值:0-元素 ee 在表 LL 中不存在,>0 元素 ee 在表 LL 中的
 位置。
 size_t FindElem(const SeqList& LL, const ElemType& ee)
 {
 for (size_t ii = 0; ii < LL.length; ii++)
 {
 // 如果元素 ee 为结构体,以下代码要修改(比较数据元素的关键字)。
 if (LL.data[ii].bh == ee.bh) return ii + 1;
 }
 return 0;
 }
 // 删除顺序表 LL 中的第 pos 个元素,返回值:0-位置 pos 不合法;1-成功。
 bool DeleteElem(SeqList& LL, const size_t pos)
 {
 // 判断位置 pos 是否合法,注意,pos 从 1 开始,不是从 0 开始,0 不符合人类的习惯。
 if ((pos < 1) || (pos > LL.length)) {
 cout << "删除位置" << pos << "不合法,应该在 1-" << LL.length << "之间。\n";
 return false;
 }
 // 把 pos 之后的元素前移。
 memmove(&LL.data[pos - 1], &LL.data[pos], sizeof(ElemType) * (LL.length - pos));
 LL.length--; // 表长减 1。
 return true;
 }
 // 删除顺序表 LL 中头元素。
 bool PopFront(SeqList& LL)
 {
 return DeleteElem(LL, 1);
 }
 // 删除顺序表 LL 中尾元素。
 bool PopBack(SeqList& LL)
 {
 return DeleteElem(LL, LL.length);
 }
 // 判断顺序表是否为空,返回值:true-空,false-非空。
 bool IsEmpty(const SeqList& LL)
 {
 if (LL.length == 0) return true;
 return false;
 }
 // 显示顺序表中全部的元素。
 void PrintList(const SeqList& LL)
 {
 if (LL.length == 0) { cout << "表为空。\n"; return; }
 for (size_t ii = 0; ii < LL.length; ii++)
 {
 cout << LL.data[ii].bh << " ";
 }
 cout << endl;
 }
 int main()
 {
 SeqList LL; // 创建顺序表。
 ClearList(LL); // 清空顺序表。
 ElemType ee; // 创建一个数据元素。
 // 注意,在以下测试代码中,我没有管超女结构体的 name 字段。
 cout << "在表中插入元素(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)。\n";
 ee.bh = 1; InsertList(LL, 1, ee);
 ee.bh = 2; InsertList(LL, 1, ee);
 ee.bh = 3; InsertList(LL, 1, ee);
 ee.bh = 4; InsertList(LL, 1, ee);
 ee.bh = 5; InsertList(LL, 1, ee);
 ee.bh = 6; InsertList(LL, 1, ee);
 ee.bh = 7; InsertList(LL, 1, ee);
 ee.bh = 8; InsertList(LL, 1, ee);
 ee.bh = 9; InsertList(LL, 1, ee);
 ee.bh = 10; InsertList(LL, 1, ee);
 PrintList(LL);
 cout << "在表头插入元素(11),表尾插入元素(12)。\n";
 ee.bh = 11; PushFront(LL, ee);
 ee.bh = 12; PushBack(LL, ee);
 PrintList(LL);
 cout << "在第 5 个位置插入元素(13)。\n";
 ee.bh = 13; InsertList(LL, 5, ee);
 PrintList(LL);
 cout << "删除表中第 7 个元素。\n";
 DeleteElem(LL, 7); PrintList(LL);
 cout << "删除表头元素。\n";
 PopFront(LL); PrintList(LL);
 cout << "删除表尾元素。\n";
 PopBack(LL); PrintList(LL);
 GetElem(LL, 5, ee);
 cout << "第 5 个元素的值是" << ee.bh << "。\n";
 ee.bh = 8;
 cout << "元素值为 8 的位置是=" << FindElem(LL, ee) << endl;
 }
  
