Какой самый сжатый способ выбрать случайный элемент по весу в С#?

Предположим, что

List<element> какой элемент:

public class Element(){
   int Weight {get;set;}
}

То, что я хочу достичь, - это случайный выбор элемента по весу. Например:

Element_1.Weight = 100;
Element_2.Weight = 50;
Element_3.Weight = 200;

выбран шанс Element_1 100/(100 + 50 + 200) = 28,57%
выбранный шанс Element_2 равен 50/(100 + 50 + 200) = 14,29%
выбран шанс Element_3 - 200/(100 + 50 + 200) = 57,14%

Я знаю, что могу создать цикл, вычислить сумму и т.д.

То, что я хочу узнать, это лучший способ сделать это Linq в ОДНОЙ строке (или как можно короче), спасибо.

UPDATE

Я нашел свой ответ ниже. Первое, что я узнал, это: Linq НЕ является волшебным, он медленнее, чем хорошо спроектированный цикл.

Итак, мой вопрос - найти случайный элемент по весу (без как можно более короткого материала:)

Ответ 1

Если вам нужна общая версия (полезная для использования с хелпером (singleton) randomize, подумайте, нужно ли вам постоянное семя или нет)

использование:

randomizer.GetRandomItem(items, x => x.Weight)

код:

public T GetRandomItem<T>(IEnumerable<T> itemsEnumerable, Func<T, int> weightKey)
{
    var items = itemsEnumerable.ToList();

    var totalWeight = items.Sum(x => weightKey(x));
    var randomWeightedIndex = _random.Next(totalWeight);
    var itemWeightedIndex = 0;
    foreach(var item in items)
    {
        itemWeightedIndex += weightKey(item);
        if(randomWeightedIndex < itemWeightedIndex)
            return item;
    }
    throw new ArgumentException("Collection count and weights must be greater than 0");
}

Ответ 2

// assuming rnd is an already instantiated instance of the Random class
var max = list.Sum(y => y.Weight);
var rand = rnd.Next(max);
var res = list
    .FirstOrDefault(x => rand >= (max -= x.Weight));

Ответ 3

Это быстрое решение с предварительной оценкой. Прекоммутация принимает O(n), поиск O(log(n)).

предвычисления:

int[] lookup=new int[elements.Length];
lookup[0]=elements[0].Weight-1;
for(int i=1;i<lookup.Length;i++)
{
  lookup[i]=lookup[i-1]+elements[i].Weight;
}

Чтобы сгенерировать:

int total=lookup[lookup.Length-1];
int chosen=random.GetNext(total);
int index=Array.BinarySearch(lookup,chosen);
if(index<0)
  index=~index;
return elements[index];

Но если список изменяется между каждым поиском, вы можете вместо этого использовать простой O(n) линейный поиск:

int total=elements.Sum(e=>e.Weight);
int chosen=random.GetNext(total);
int runningSum=0;
foreach(var element in elements)
{
  runningSum+=element.Weight;
  if(chosen<runningSum)
    return element;
}

Ответ 4

Это может сработать:

int weightsSum = list.Sum(element => element.Weight);
int start = 1;
var partitions = list.Select(element => 
                 { 
                   var oldStart = start;
                   start += element.Weight;
                   return new { Element = element, End = oldStart + element.Weight - 1};
                 });

var randomWeight = random.Next(weightsSum);
var randomElement = partitions.First(partition => (partition.End > randomWeight)).
                               Select(partition => partition.Element);

В принципе, для каждого элемента создается раздел с конечным весом. В вашем примере элемент Element1 будет ассоциирован с (1 → 100), Element2 связан с (101 → 151) и т.д....

Затем вычисляется случайная сумма веса и мы ищем диапазон, который связан с ним.

Вы также можете вычислить сумму в группе методов, но это приведет к другому побочному эффекту...

Заметьте, что я не говорю, что это изящно или быстро. Но он использует linq (не в одной строке...)