C++ & Qt：不要在 x 分钟内选择一个随机数

Question

假设我有 10 个数字，从 1 到 10，并且 rand() 选择了数字 3。该数字将显示在我的屏幕上，但在它显示后的 15 分钟内不会显示已选。我该怎么做？

我知道 srand 应该用于更好的随机结果，但这不是我想要实现的。我想要一个特定的数字显示一次，但之后它要等到 15 分钟后才会出现。我读过一些关于睡眠的文章，但我还没有弄清楚它是如何工作的，以及它是否适合我的问题。

Answer 1

您需要有一个 table 可以存储对 (time, number)。当您准备好生成新号码时，您需要：

从 table.
生成一个 table 中没有的随机数。这可以通过以下任一方式完成：
- 正在生成一个数字，检查它是否在 table 中，如果是则重试。
- 从较小的范围生成一个数字，并将其映射到较大的范围，该范围已从中删除 table 中存在的数字。假设 table 有 10 个条目，而您的完整范围是 1-50。然后您将生成 1-40 范围内的数字，因为 table 中的 10 个数字是禁止输入的。然后你需要做映射。
将 (current time, number from #2 above) 添加到 table。

类似下面的内容可能是一个起点：

class Generator {
  QMap<QDateTime, int> m_map;
  QSet<int> m_set;
public:
  int generate();
}

int Generator::generate() {
  // Remove stale values
  auto cutoff = QDateTime::currentDateTime().addSecs(-15*60);
  auto it = m_map.begin(); // The map is sorted in ascending time order
  while (it != m_map.end() && it.key() < cutoff) {
    m_set.remove(it.value());
    it = m_map.erase(it);
  }
  // Ensure that we have some values left to find
  Q_ASSERT(m_set.size() < 10);
  // Generate a new value
  int result;
  while (true) {
    result = 1 + rand() % 10; // use C++11 random number generator instead!
    if (!m_set.contains(result)) break;
  }
  // Add it back
  m_set.insert(result);
  m_map.insert(QDateTime::currentDateTime(), result);
  return result;
}

// Look Ma, no timers! :)

Answer 2

一个简单的方法：记录号码的选择和时间。

所以每次要显示一个数字：

检查记录并删除任何超过 15 分钟的条目。
在 1 到 10 之间选择一个数字。
查看记录以查看所选号码是否在最近十五分钟内被使用过。如果是，则返回第一步。
由于选择的号码在过去15分钟内没有被使用过，所以显示该号码。
为所选号码和当前时间的记录添加一个新条目。

请注意，显然，如果您在不到 15 分钟的时间内选出 9 个号码，并且在这 15 分钟内也即将选出第 10 个号码，则结果根本不是随机的。关键是，在这种约束下，随着在 15 分钟内选择更多数字 window，结果随机性降低，直到没有随机性。

此外，在 15 分钟内选择了 10 个号码后 window，没有剩余号码，因此尝试查找未被选择的号码的循环将一直旋转，直到获得一些记录删除。然后它将不得不选择任何可用的数字。这可能意味着每 15 分钟将重复使用相同的数字序列。

srand() 不是用于生成比 rand() 更好的随机数据的函数。这两个函数协同工作：srand() 设置用于生成随机序列的种子值，而 rand() 是实际生成值的值。 srand() 不会产生更好的值，也不会做任何事情使 rand() 产生 'better' 值。它只允许您 select 一个 不同的 值序列。

如果您想要更好的东西，请查看 C++ <random> header 或者 third-party library.

C++ <random> header 的真正好处是分布：不必自己弄清楚如何生成随机数（通常使用 %，这几乎总是一个坏主意），你可以简单地使用例如std::uniform_int_distribution<>(1, 10) 这将正确生成 1 到 10 之间的数字。

#include <iostream>
#include <random>

int main() {
  // prepare a reasonable source of randomness
  std::random_device r;
  std::seed_seq seed{r(), r(), r(), r(), r(), r()};
  std::mt19937 pRNG(seed);

  // produce 50 random values between one and ten
  std::uniform_int_distribution<int> one_to_ten(1, 10);

  for (int i = 0; i < 50; ++i) {
    std::cout << one_to_ten(pRNG) << "\n";
  }
}

C++ & Qt：不要在 x 分钟内选择一个随机数

C++ & Qt: Don't pick a random number for x minutes

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qt