题目:

给定一个数组,数组每个位置的值表示该位置的权重,要求按照权重的概率去随机采样。

输入是一维正整数数组,表示权重;和一个包含指令字符串的一维数组,表示运行几次随机
采样。输出是一维整数数组,表示随机采样的整数在数组中的位置。

思路:

我们可以先使用 partial_sum 求前缀和(即到每个位置为止之前所有数字的和),这个结果
对于正整数数组是单调递增的。每当需要采样时,我们可以先随机产生一个数字,然后使用二分
法查找其在前缀和中的位置,以模拟加权采样的过程。这里的二分法可以用 lower_bound 实现。
以样例为例,权重数组[1,3]的前缀和为[1,4]。如果我们随机生成的数字为1,那么 lower_bound
返回的位置为 0;如果我们随机生成的数字是 2、3、4,那么 lower_bound 返回的位置为 1。

补充一些实战场景,以加深记忆(面试会加分吗 XD)

  • Spring Cloud Ribbon (客户端负载均衡)策略中的 WeightedResponseTimeRule
  • 此题可简述为「按权重,看作多个区间,按区间宽度越大,概率越大」
  • 在 Ribbon 相关架构中,服务端给客户端一个服务列表,类似 Map<String, Set<String>> 结构。若客户端想调用 key = serviceA,可选的具体服务端实例有 Set<String> 的 ["/svc/a1", "/svc/a2", "/svc/a3"],由客户端自行决定
  • Ribbon 作为客户端负载均衡来帮助客户端选择去哪个具体服务实例(a1 / a2 / a3),希望雨露均沾,又希望别运气不好抽到响应慢的服务器,故有了一种根据权重的均衡策略
  • 权重是通过定时统计最近一段时间内,a1 / a2 / a3 各自的访问响应时间如何,如 a1: 10msa2: 20msa3: 40ms
  • 通过算法(不赘述,有兴趣可留言喔)计算得 a1: [0, 60]a2: (60, 110]a3: (110, 140] 的区间对应
  • 下次再需要访问 serviceA 时,随机一个数 [0, 140],看落在哪个区间,就选那个实例
  • RabbitMQ 的 Topic 交换器使用 Trie 匹配
  • MySQL 中的 IN 语法涉及二分算法
class Solution {
  List<Integer>psum = new ArrayList<>();
  int tot=0;
  Random  rand = new Random();
    public Solution(int[] w) {
 for(int x : w){
     tot+=x;
   psum.add(tot);
 }
    }
    
    public int pickIndex() {
   int targ = rand.nextInt(tot);
    int low=0;
    int higth=psum.size()-1;
     while(low!=higth){
         int mid = (low+higth)/2;
         if(targ>=psum.get(mid)){
             low=mid+1;
         }else{
             higth=mid;
         }

     }
        return low;
    }
}

/**
 * Your Solution object will be instantiated and called as such:
 * Solution obj = new Solution(w);
 * int param_1 = obj.pickIndex();
 */