P7算法面试，在线考试系统自动生成考题算法

·P7算法面试，在线考试系统自动生成考题算法  
威哥

俗话说得好，
基础算法记心口，
逻辑训练好帮手，
面试考察你能力，
不会你就吃苦头，
快速掌握算法的两个步骤， 先搞懂原理，再去理解代码，坐稳了，威哥带你上高速。

威哥要聊一个之前带的学生面试时考察的算法题，这个算法题，直接让这位同学面试成功拿到offer，回来跟我讲了他惊心动魄的面试过程，至今让我印象深刻，因为这个算法被应用在例如，在线教育中的考试系统，匹配条件后的随机派送系统项目中，因此，是一个大有所用的算法，听威哥给你慢慢道来，真的不难，小伙伴们准备好了吗，马上开整。

面试官的问题可能是这样的：
1、在一个区间范围内（例如1-100）生成不重复的随机数
2、一次抽取N个不重复的元素
3、如何高效产生多个不重复的随机数
4、随机的插入1-100之间的数字到a[100]，不能重复
5、集群服务器抽奖功能：0-9999之间数字，每个用户随机抽取不能重复的数字
6、Java写一个随机生成四位数的程序 每位数字不重复
7、生成一个 1 到 100 的随机数组，但数组中的数字不能重复，即位置是随机的，但数组元素不能重复

面对面试官的这些问题，小伙伴们脑瓜子里是否已经有了答案了呢？其实，咱们来结合实际的项目需求，在线考试系统中生成考试巻功能有这样一个需求：

首先，根据筛选条件，题型的难易度，题型的范围等，从数据库筛选出符合条件的所有题目，再从这些题目中自动生成多道题目。
好了，这下需求应该是非常明确了，开始分析一下解题思路。

也需咱们的思维逻辑是这样的：
咱们的前置条件是：
把所有符合条件的数据放到一个列表中，定义一个用于存储结果的数组。
例如需要随机生成10道题目，不能重复。

1、随机生成第一个数，放到结果数组的第0个位置。
2、随机生成第二个数，与结果数组中已存在的数比较，如果相同，重新生成，直到不同，放入结果数组中。
3、重复第2步，直到生成10个数结束。

根据以上思路，代码实现是这样的：

//finally-vince
public class RandomNumsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //模拟目标数据
        int[] nums = new int[100]; 
        //模拟填充目标数据
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            nums[i] = i+1;
    }
    //定义一个用于存储结果数据的数组（10个数）  
        int[] result = new int[10];
        boolean flag;
    Random r = new Random();
    //需要自动生成的次数
        for (int i = 0; i < result.length; i++) {
            flag=true;
            while(flag){
        boolean b = true;
        //随机生成数组下标
        int index = r.nextInt(nums.length);
        //每次生成的下标所指向的数据，需要与结果数组依次比较，以排查重复  
                for (int y = 0; y < result.length; y++) {
                    if (nums[index]==result[y]) {
                        b = false;
                        break;
                    }
        }
        //确认不与结果数组中的数重复，那么放入结果数组中        
                if(b) {
                    result[i] = nums[index];
                    flag = false;
                }
            }
        }
        System.out.println(Arrays.toString(result));
    }
}

OK，实现完毕。
测试结果：

 结果是OK的，这就完了吗，非也，实现结果只是咱们的最低要求，算法的最优解才是高程追求的目标

思考一个问题：
随机生成10个数的最少循环次数应该是多少呢？
很显然，以上的代码解题思路，在与结果数组查重的过程中，会消耗N次比较，如果与结果数组中的数据相同，则需要重新随机生成。

如果随机生成10个数，那答案一定是：10次!
那我们应该怎么来保正每次一定不会随机到相同的值呢？

答案是：
把已生成的值排除在下次随机生成的范围之外。

代码走起！

//finally-vince
public class RandomNumsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = new int[100];
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            nums[i] = i+1;
        }
        int[] results = new int[10];
        genRandomNum2(nums,results);
        System.out.println(Arrays.toString(results));

    }
    //这才是最优解
    private static void genRandomNum2(int[] nums,int[] results){
        Random r = new Random();
        int temp = 0;
        for (int i = 0; i < results.length; i++) {
            int index = r.nextInt(nums.length - i);
            results[i] = nums[index];
            temp = nums[index];
            nums[index] = nums[nums.length-1-i];
            nums[nums.length-1-i] = temp;
        }
    }
}

优化后的代码实现逻辑是这样的：
随机生成一个指定范围的下标，找到原数列中的元素存入结果数组中，然后把原数列中的该值与数列的最后一个元素-i 次的位置进行调换，这样，每次就把被选中的数都会移动到数列的尾端，然后下一次要随机产生下标的范围就排除数列-i，查找的范围会每次缩小，把已选中的数给排除，那被选中的数就无需考虑是否在结果数组中了，肯定不会有重复的值，那随机生成10个数，就只需要10次就完成。

好了，这才是高程要写出来的算法，逻辑简单，效率高。
威哥的《Java快速入实战》课程中有视频介绍，如果文章还没有学会，威哥给你视瓶伺候。