d3.shuffle、Fisher–Yates算法以及js 中的slice

2023-09-29 20:54 由 matthew's_follower 发表于 #前端开发

1.d3.shuffle

D3.shuffle() 方法用于将数组中的元素随机排序。它使用 Fisher–Yates 洗牌算法，该算法是无偏的，具有最佳的渐近性能（线性时间和常数内存）。

D3.shuffle() 方法的语法如下：

d3.shuffle(array, [start, end])

其中：

array 是原数组。
start 是开始索引，默认为 0。
end 是结束索引，默认为数组的长度。

如果 end 是负数，则它表示从数组末尾开始向前计算的索引。

D3.shuffle() 方法返回的数组是一个新数组，它包含原数组中元素的随机排列。

D3.shuffle() 方法的常见用法如下：

将数组中的元素随机排序：

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
const shuffledArr = d3.shuffle(arr);

将数组中的元素随机排序，并只返回指定范围内的元素：

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
const shuffledArr = d3.shuffle(arr, 1, 3);

D3.shuffle() 方法还可以与其他方法一起使用来实现更复杂的功能。例如，可以使用 D3.shuffle() 方法和 D3.map() 方法来随机选择数组中的元素。

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
const shuffledArr = arr.map(x => d3.shuffle(arr)[0]);

在上述示例中，D3.shuffle() 方法用于随机选择 arr 数组中的元素。D3.map() 方法用于将 shuffledArr 数组中的每个元素映射到一个新的数组中。

以下是 D3.shuffle() 方法的执行原理：

D3.shuffle() 方法将原数组中的元素复制到一个新数组中。
使用 Fisher–Yates 洗牌算法对新数组中的元素进行随机排序。()
返回随机排序后的数组。

因此，D3.shuffle() 方法将返回一个包含原数组中元素的随机排列。

2.fisher-yate 洗牌算法

Fisher–Yates 洗牌算法是一种随机排序算法，它使用以下步骤来将数组中的元素随机排序：

从数组中随机选择一个元素，并将其移到数组的末尾。（这里实际上是和末尾调换）
重复步骤 1，直到数组中的所有元素都被移到末尾。（第一部改变之后，最后一位不变）

Fisher–Yates 洗牌算法是无偏的，具有最佳的渐近性能（线性时间和常数内存）。

以下是 Fisher–Yates 洗牌算法的 JavaScript 实现：

function shuffle(arr) {
  for (let i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
    const j = Math.floor(Math.random() * (i + 1));
    [arr[i], arr[j]] = [arr[j], arr[i]];
  }
  return arr;
}

该算法使用 Math.random() 方法来生成一个随机数，该数用于选择要移到末尾的元素。然后，算法将该元素与数组末尾的元素交换位置。

以下是 Fisher–Yates 洗牌算法的示例：

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
const shuffledArr = shuffle(arr);
console.log(shuffledArr); // [5, 4, 3, 2, 1]

在上述示例中，shuffledArr 数组将包含原数组中元素的随机排列。
来源：stackoverflow

3.示例

示例一：使用 d3.shuffle 来模拟一次扑克牌的洗牌过程。我们可以先创建一个包含52张扑克牌的数组，然后用 d3.shuffle 来打乱这个数组，最后用 d3.slice 来取出前几张牌作为发牌结果。例如：

// 导入 d3 库
import * as d3 from "d3";

// 创建一个扑克牌数组
let suits = ["♠", "♥", "♦", "♣"];
let ranks = ["A", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q", "K"];
let cards = [];
for (let suit of suits) {
  for (let rank of ranks) {
    cards.push(suit + rank);
  }
}

// 打乱扑克牌数组
d3.shuffle(cards);

// 取出前五张牌作为发牌结果
let hand = d3.slice(cards, 0, 5);

// 打印出发牌结果
console.log(hand);

示例一：使用 d3.shuffle 来生成一个随机的颜色序列。我们可以先创建一个包含不同颜色名称和对应颜色代码的对象，然后用 d3.keys 和 d3.values 来提取出颜色名称和颜色代码的数组，再用 d3.shuffle 来打乱这两个数组，最后用 d3.permute 来根据打乱后的顺序重新组合成一个新的对象。例如：

// 导入 d3 库
import * as d3 from "d3";

// 创建一个颜色对象
let colors = {
  red: "#ff0000",
  orange: "#ffa500",
  yellow: "#ffff00",
  green: "#008000",
  blue: "#0000ff",
  violet: "#ee82ee"
};

// 提取出颜色名称和颜色代码的数组
let names = d3.keys(colors);
let codes = d3.values(colors);

// 打乱两个数组的顺序
d3.shuffle(names);
d3.shuffle(codes);

// 根据打乱后的顺序重新组合成一个新的对象
let shuffled = {};
for (let i = 0; i < names.length; i++) {
  shuffled[names[i]] = codes[i];
}

// 打印出新的对象
console.log(shuffled);

observablehq-d3-shuffle

4.js中slice的用法

JavaScript 的 slice() 方法用于从数组中返回一个新的数组，该数组包含原数组中指定范围内的元素。

slice() 方法的语法如下：

array.slice(start, end)

其中：

array 是原数组。
start 是开始索引，默认为 0。
end 是结束索引，不提取该元素，默认为数组的长度，也就是提取之后的所有元素。

如果 end 是负数，则它表示从数组末尾开始向前计算的索引。

slice() 方法返回的数组是一个浅拷贝，它不会影响原数组。

slice() 方法的常见用法如下：

从数组中返回指定范围内的元素：

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
const newArr = arr.slice(1, 3); // [2, 3]

从数组中返回所有元素：

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
const newArr = arr.slice(); // [1, 2, 3, 4, 5]

相当于slice(0,5)

从数组中返回最后一个元素：

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
const newArr = arr.slice(-1); // [5]

这里相当于slice(-1,5),slice(4,5)

从数组中返回第一个元素：

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
const newArr = arr.slice(0, 1); // [1]

从数组中返回除最后一个元素之外的所有元素：

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
const newArr = arr.slice(0, -1); // [1, 2, 3, 4]

从数组中返回除第一个元素之外的所有元素：

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
const newArr = arr.slice(1); // [2, 3, 4, 5]

这里面是默认end为4

slice() 方法还可以与其他方法一起使用来实现更复杂的功能。例如，可以使用 slice() 方法和 filter() 方法来从数组中返回满足指定条件的元素。

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
const newArr = arr.filter(x => x % 2 === 0); // [2, 4]

在上述示例中，filter() 方法用于过滤数组中的元素，只保留偶数。slice() 方法用于从过滤后的数组中返回指定范围内的元素。