範圍內的隨機唯一數生成演算法

今天如果要你印出1-100之間的不重複隨機數排列，你該怎麼做?

我們直接來看程式碼:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <stdbool.h>
#define N 100  // 定義陣列的大小為100

int main() {
    int i, r, sum = 0;
    bool occupied[N] = {0};  // 初始化一個大小為N的陣列，用來追蹤哪些位置已被佔據
    time_t t;  
    unsigned int count = 0;  // 用來計數的變數

    // 初始化隨機數生成器
    srand((unsigned)time(&t));

    // 遍歷陣列並輸出當前occupied陣列的值
    for (i = 0; i < N; i++) {
        printf("%2d %d  ", i, occupied[i]);

        // 每10個輸出一行
        if ((i + 1) % 10 == 0) {
            printf("\n");
        }
    }

    printf("\n");

    // 開始隨機分配occupied陣列的元素
    for (i = 0; i < N; i++) {
        count++;  // 增加計數器
        r = rand() % N;  // 隨機生成一個0到N-1的數字

        // 如果當前的元素尚未被佔據
        if (!occupied[r]) {
            printf("%3d ", r + 1);  // 打印隨機選中的數字，+1使其從1開始
            occupied[r] = 1;  // 將該位置標記為已佔據

            // 每10個數字輸出一行
            if ((i + 1) % 10 == 0) {
                printf("\n");
            }
        } else {
            i--;  // 如果隨機生成的位置已經被佔據，重新嘗試
        }
    }

    // 輸出count結果，顯示總共進行了多少次隨機選取（包括重試次數）
    printf("\nTotal random selections: %d\n", count);

    return 0;
}

• 這段程式碼的核心目的是 生成一組 1 到 100 的不重複隨機數排列，確保每個數字只出現一次，並且隨機順序排列。
• 建立一個大小為 100 (N=100) 的布林陣列 occupied[]：
• • occupied[i] = 0 表示這個數字尚未被選中。
  • occupied[i] = 1 表示這個數字已被選中，不可以重複選取。

if (!occupied[r]) {  // 如果這個索引還沒有被選取
    printf("%3d ", r + 1);  // 輸出 (轉換為 1~100)
    occupied[r] = 1;  // 標記為已選取

• r + 1 讓輸出變成 1~100 而不是 0~99。
• occupied[r] = 1 確保這個數字不會被重複選取。

} else {
    i--;  // 這次選取無效，i 不增加
}

• i-- 讓 i 不增加，表示這次隨機選取無效，必須重新選取新的數字，這樣就確保了每個數字只會出現一次。
• 如果不 i--，則會少輸出一個數字。