Úkol: std::shuffle v C++

Funkce std::shuffle je součástí standardní knihovny C++ a slouží k náhodnému promíchání prvků v kontejneru. Tato funkce je užitečná v situacích, kdy potřebujete náhodně změnit pořadí prvků, například při implementaci herních algoritmů, simulací nebo testování.

Základní informace o std::shuffle

Funkce std::shuffle byla zavedena ve standardu C++11 a nahradila starší funkci std::random_shuffle, která byla ve standardu C++17 označena za zastaralou (deprecated) a v C++20 odstraněna. Hlavní rozdíl mezi těmito dvěma funkcemi spočívá v tom, že std::shuffle vyžaduje explicitní generátor náhodných čísel, což zajišťuje větší flexibilitu a kontrolu nad generováním náhodnosti.

Deklarace funkce

template<class RandomIt, class URBG>
void shuffle(RandomIt first, RandomIt last, URBG&& g);

Parametry

• first a last: Iterátory určující rozsah prvků, které mají být promíchány. Rozsah je [first, last).
• g: Generátor náhodných čísel, který musí splňovat požadavky Uniform Random Bit Generator (URBG).

Návratová hodnota

Funkce nemá návratovou hodnotu, ale přímo mění pořadí prvků v zadaném rozsahu.

Jak používat std::shuffle

Použití funkce std::shuffle je jednoduché. Nejprve musíte mít kontejner (například std::vector) a generátor náhodných čísel, například std::mt19937 z knihovny <random>.

Příklad použití

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <random>
#include <vector>

int main() {
    // Vytvoření vektoru s čísly
    std::vector<int> data = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

    // Inicializace generátoru náhodných čísel
    std::random_device rd;  // Zdroj entropie
    std::mt19937 gen(rd()); // Mersenne Twister generátor

    // Promíchání prvků
    std::shuffle(data.begin(), data.end(), gen);

    // Výpis výsledku
    std::cout << "Promíchaný vektor: ";
    for (int n : data) {
        std::cout << n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

Vysvětlení kódu

1. Vektor: Vytvoříme vektor data obsahující čísla od 1 do 10.
2. Generátor: Použijeme std::random_device pro inicializaci generátoru std::mt19937.
3. Promíchání: Funkce std::shuffle změní pořadí prvků ve vektoru na základě generátoru.
4. Výstup: Výsledný vektor je vypsán na standardní výstup.

Výhody std::shuffle

• Flexibilita: Umožňuje použití různých generátorů náhodných čísel.
• Deterministické výsledky: Pokud použijete generátor se stejným seedem, získáte opakovatelné výsledky.
• Bezpečnost: Na rozdíl od std::random_shuffle není závislá na globálním generátoru náhodných čísel.

Závěr

Funkce std::shuffle je výkonný nástroj pro náhodné promíchání prvků v C++. Díky požadavku na explicitní generátor náhodných čísel poskytuje větší kontrolu a předvídatelnost. Pokud pracujete s náhodností ve svých aplikacích, je std::shuffle moderním a doporučeným řešením.