醋醋百科网

一个简单，公平，时间复杂度为 O(n)的洗牌算法。

什么是洗牌算法呢？其实就是将一些数据以公平随机的方式打乱顺序。这个算法，是由 Knuth(高纳德)，也就是计算机程序设计艺术的作者发明的。下面我们直接进入正题。

假设有这样一个数组 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]，我们使用 Knuth-Shuffle 算法将数据打乱。基本流程是这样的，从最后一个数开始，往前遍历，每一次，从当前数和第 1 个数之间，随机选择一个数，与当前数字进行交换（这里的随机选择就直接使用程序语言中的 Random 随机一个索引即可）。

例如上面的数组，第一次循环，当前数字为 10，我们从 1~10 之间，随机选择一个数，与 10 交换，这样第 9 个索引位就算洗完了，接下来就是第 8 个索引位，也就是数字为 9，我们从第 1 个索引位与第 8 个索引位之间，选择一个数，第 9 交换，这样第 8 个索引位也就洗完了...。这个算法之所以公平，是因为保证了每一个元素出现在每一个位置上的概率，都是一样的使用 VB.NET 编写的 Knuth 洗牌算法示例。该算法实现了您所描述的洗牌过程，并且保证了每个元素出现在每个位置的概率都是均等的。

Imports System  
Imports System.Random  
  
Module Module1  
  
    Sub Main()  
        Dim originalArray() As Integer = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}  
        Dim shuffledArray() As Integer = ShuffleArray(originalArray)  
  
        Console.WriteLine("Original Array:")  
        For Each num In originalArray  
            Console.Write(num & " ")  
        Next  
        Console.WriteLine()  
  
        Console.WriteLine("Shuffled Array:")  
        For Each num In shuffledArray  
            Console.Write(num & " ")  
        Next  
        Console.WriteLine()  
  
        Console.ReadLine()  
    End Sub  
  
    Function ShuffleArray(ByVal original() As Integer) As Integer()  
        Dim shuffled() As Integer = original.Clone() ' 复制原数组  
        Dim rnd As New Random() ' 创建随机数生成器  
  
        For i As Integer = shuffled.Length - 1 To 1 Step -1  
            Dim j As Integer = rnd.Next(i + 1) ' 生成 0 到 i 之间的随机数  
            ' 交换当前元素和随机选择的元素  
            Dim temp As Integer = shuffled[i]  
            shuffled[i] = shuffled[j]  
            shuffled[j] = temp  
        Next  
  
        Return shuffled ' 返回洗牌后的数组  
    End Function  
  
End Module

在上面的代码中，ShuffleArray 函数接收一个整数数组作为输入，并返回一个新的已洗牌的数组。我们使用了 Random 类的 Next 方法来生成随机索引，并在每次迭代中交换当前元素和随机选择的元素。

注意，我们在循环中从数组的最后一个元素开始向前遍历，并且随机索引的范围是当前位置到数组的第一个元素之间（包括当前位置，但不包括数组的第一个元素之前的索引）。这是因为当我们处理到数组中的某个元素时，它之后的元素已经完成了洗牌，所以只需要考虑它之前的元素。

Main 函数中，我们创建了一个原始数组，调用 ShuffleArray 函数进行洗牌，并打印出原始数组和洗牌后的数组，以验证洗牌算法的正确性。