Namespaces
Variants

std::ranges:: sample

From cppreference.net
C++
Algorithm library
Constrained algorithms and algorithms on ranges (C++20)
Constrained algorithms, e.g. ranges::copy , ranges::sort , ...
Execution policies (C++17)
Non-modifying sequence operations
Batch operations
(C++17)
Search operations
Modifying sequence operations
Copy operations
(C++11)
(C++11)
(C++11)
Swap operations
Transformation operations
Generation operations
Removing operations
Order-changing operations
(until C++17) (C++11)
(C++20) (C++20)
Sampling operations
(C++17)

Sorting and related operations
Partitioning operations
Sorting operations
Binary search operations
(on partitioned ranges)
Set operations (on sorted ranges)
Merge operations (on sorted ranges)
Heap operations
Minimum/maximum operations
Lexicographical comparison operations
(C++20)
Permutation operations
C library
Numeric operations
Operations on uninitialized memory
Constrained algorithms
All names in this menu belong to namespace std::ranges
Non-modifying sequence operations
Modifying sequence operations
Partitioning operations
Sorting operations
Binary search operations (on sorted ranges)
Set operations (on sorted ranges)
Heap operations
Minimum/maximum operations
Permutation operations
Fold operations
Operations on uninitialized storage
Return types
Definiert im Header <algorithm>
Aufrufsignatur
(1) (seit C++20)
(2) (seit C++20)
1) Wählt M = min ( n, last - first ) Elemente aus der Sequenz [ first , last ) (ohne Zurücklegen) aus, sodass jede mögliche Stichprobe die gleiche Erscheinungswahrscheinlichkeit hat, und schreibt die ausgewählten Elemente in den Bereich beginnend bei out .
Der Algorithmus ist stabil (erhält die relative Reihenfolge der ausgewählten Elemente) nur wenn I das Konzept std:: forward_iterator modelliert.
Das Verhalten ist undefiniert, wenn out in [ first , last ) liegt.
2) Gleich wie (1) , verwendet jedoch r als Quellbereich, als ob ranges:: begin ( r ) als first und ranges:: end ( r ) als last verwendet würde.

Die auf dieser Seite beschriebenen funktionsähnlichen Entitäten sind Algorithm Function Objects (informell bekannt als Niebloids ), das heißt:

Inhaltsverzeichnis

Parameter

first, last - das Iterator-Sentinel-Paar, das den Bereich der Elemente definiert, aus denen die Stichprobe erstellt wird ( die Grundgesamtheit )
r - der Bereich, aus dem die Stichprobe erstellt wird ( die Grundgesamtheit )
out - der Ausgabeiterator, in den die Stichproben geschrieben werden
n - Anzahl der zu entnehmenden Stichproben
gen - der Zufallszahlengenerator, der als Quelle für Zufälligkeit dient

Rückgabewert

Ein Iterator gleich out + M , also das Ende des resultierenden Stichprobenbereichs.

Komplexität

Linear : 𝓞 ( last - first ) .

Hinweise

Diese Funktion kann Auswahlstichproben oder Reservoirstichproben implementieren.

Mögliche Implementierung 

struct sample_fn
{
    template<std::input_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
             std::weakly_incrementable O, class Gen>
    requires (std::forward_iterator<I> or
              std::random_access_iterator<O>) &&
              std::indirectly_copyable<I, O> &&
              std::uniform_random_bit_generator<std::remove_reference_t<Gen>>
    O operator()(I first, S last, O out, std::iter_difference_t<I> n, Gen&& gen) const
    {
        using diff_t = std::iter_difference_t<I>;
        using distrib_t = std::uniform_int_distribution<diff_t>;
        using param_t = typename distrib_t::param_type;
        distrib_t D{};
        if constexpr (std::forward_iterator<I>)
        {
            // Dieser Zweig erhält die "Stabilität" der Stichprobenelemente
            auto rest{ranges::distance(first, last)};
            for (n = ranges::min(n, rest); n != 0; ++first)
                if (D(gen, param_t(0, --rest)) < n)
                {
                    *out++ = *first;
                    --n;
                }
            return out;
        }
        else
        {
            // O ist ein random_access_iterator
            diff_t sample_size{};
            // Kopiere [first, first + M) Elemente in die "random access" Ausgabe
            for (; first != last && sample_size != n; ++first)
                out[sample_size++] = *first;
            // Überschreibe einige der kopierten Elemente mit zufällig ausgewählten
            for (auto pop_size{sample_size}; first != last; ++first, ++pop_size)
            {
                const auto i{D(gen, param_t{0, pop_size})};
                if (i < n)
                    out[i] = *first;
            }
            return out + sample_size;
        }
    }
    template<ranges::input_range R, std::weakly_incrementable O, class Gen>
    requires (ranges::forward_range<R> or std::random_access_iterator<O>) &&
              std::indirectly_copyable<ranges::iterator_t<R>, O> &&
              std::uniform_random_bit_generator<std::remove_reference_t<Gen>>
    O operator()(R&& r, O out, ranges::range_difference_t<R> n, Gen&& gen) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), std::move(out), n,
                       std::forward<Gen>(gen));
    }
};
inline constexpr sample_fn sample {};

Beispiel

Diesen Code ausführen 
#include <algorithm>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <random>
#include <vector>
void print(auto const& rem, auto const& v)
{
    std::cout << rem << " = [" << std::size(v) << "] { ";
    for (auto const& e : v)
        std::cout << e << ' ';
    std::cout << "}\n";
}
int main()
{
    const auto in = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
    print("in", in);
    std::vector<int> out;
    const int max = in.size() + 2;
    auto gen = std::mt19937{std::random_device{}()};
    for (int n{}; n != max; ++n)
    {
        out.clear();
        std::ranges::sample(in, std::back_inserter(out), n, gen);
        std::cout << "n = " << n;
        print(", out", out);
    }
}

Mögliche Ausgabe: 

in = [6] { 1 2 3 4 5 6 }
n = 0, out = [0] { }
n = 1, out = [1] { 5 }
n = 2, out = [2] { 4 5 }
n = 3, out = [3] { 2 3 5 }
n = 4, out = [4] { 2 4 5 6 }
n = 5, out = [5] { 1 2 3 5 6 }
n = 6, out = [6] { 1 2 3 4 5 6 }
n = 7, out = [6] { 1 2 3 4 5 6 }

Siehe auch

(C++20)
ordnet Elemente in einem Bereich zufällig neu an
(Algorithmus-Funktionsobjekt)
(C++17)
wählt N zufällige Elemente aus einer Sequenz aus
(Funktionstemplate)