首先让我们为以后做一些导入:
import Control.Applicative
import Control.Monad
import System.Random
import Data.List hiding (partition)
代码修复
永远记住函数应用比中缀运算符具有更高的优先级:return k1 ++ k2
手段(return k1) ++ k2
和round prop * n
手段(round prop) * n
。您可以使用$
将函数与您应用它的表达式分开,因为它的f $ x = f x
优先$
级非常低。例如,您可以使用return $ k1 ++ k2
。
在相乘之前,您将 Ints 和 Doubles 混合了一些(round prop * n)
比例,但您想先相乘,因此您需要fromIntegral
申请n
. 我为此做了一个单独的功能
(.*) :: Double -> Int -> Int
d .* i = floor $ d * fromIntegral i
所以现在(round prop * n)
你可以使用(prop .* n)
. 它稍微清理了代码,这意味着如果它是错误的,我们可以在一个函数中修复它,而不是到处修复。
我提供了一个类型签名以使错误消息更具信息性,并且还提供了第二种基本情况 - 它没有终止,因为有时舍入会导致它要求长度为 0 的列表。
partition1 :: Int -> Int -> IO [Int]
partition1 0 total = return []
partition1 1 total = return [total]
partition1 n total = do
prop <- randomRIO(0.0, 1.0)
k1 <- partition1 (prop .* n) (prop .* total)
k2 <- partition1 (n - (prop .* n)) (total - (prop .* total))
return $ k1 ++ k2
我还冒昧地给它起了一个更具描述性的名字。
获得正确的总数
不幸的是,这可以编译,但正如 Will Ness 在评论中指出的那样,存在一个小故障:它通常给你的数字总小于总数。事实证明,这是因为您将调用partition 0 n
non-zero n
,要求长度为 0 的列表总和为非零。哎呀。
您的算法背后的想法是随机拆分列表和总数,但保持两者的比例相同,以防止分布偏向一边(原始问题中的问题)。
让我们使用这个想法,但要防止它要求长度为零 - 我们需要 prop 既不是 0 也不是 1。
partition2 :: Int -> Int -> IO [Int]
partition2 0 total = return []
partition2 1 total = return [total]
partition2 n total = do
new_n <- randomRIO(1,n-1)
let prop = fromIntegral new_n / fromIntegral n
k1 <- partition2 new_n (prop .* total)
k2 <- partition2 (n - new_n) (total - (prop .* total))
return $ k1 ++ k2
现在它永远不会给我们错误的总数。万岁!
随机不等于公平
但是哎呀:partition2 18 10000
给了我们
[555,555,555,555,556,556,555,556,556,556,555,555,556,556,555,556,556,556]
问题是公平与随机不同。这个算法很公平,但不是很随机。让我们让它与长度分开选择比例:
partition3 :: Int -> Int -> IO [Int]
partition3 0 total = return []
partition3 1 total = return [total]
partition3 n total = do
new_n <- randomRIO(1,n-1)
new_total <- randomRIO(0,total) -- it's fine to have zeros.
k1 <- partition3 new_n new_total
k2 <- partition3 (n - new_n) (total - new_total)
return $ k1 ++ k2
看起来更好:partition3 15 20000
给了我
[1134,123,317,725,1031,3897,8089,2111,164,911,25,0,126,938,409]
随机不公平,但也没有偏见
这显然要好得多,但本质上我们正在做的二进制分区是引入偏差。
您可以通过查看来测试很多运行
check :: (Int -> Int -> IO [Int]) -> Int -> Int -> Int -> IO ()
check f n total times = mapM_ print =<< map average.transpose.map (righttotal total) <$> replicateM times (f n total)
where average xs = fromIntegral (sum xs)/fromIntegral total
righttotal tot xs | sum xs == tot = xs
| otherwise = error $ "wrong total: " ++ show (sum xs)
这一次check partition3 11 10000 1000
给了我
180.7627
97.6642
79.7251
66.9267
64.5253
59.4046
56.9186
66.6599
70.6639
88.9945
167.7545
n
没有进入大量的测试数据和分析,虽然很有趣,当不是 的一个因素时,有一个不成比例的 0 total
,并且分布不均匀,它是杯形的 - 算法最终在一端塞满数据.
出路
与其一点一点地选择子列表中的数量,让我们生成一个小计将同时结束的所有位置。当然其中一个必须是总数,我们最好在生成它们后对其进行排序。
stopgaps :: Int -> Int -> IO [Int]
stopgaps parts total = sort.(total:) <$> replicateM (parts-1) (randomRIO (0,total))
这里我replicateM :: Int -> m a -> m [a]
用来生成parts-1
正确范围内的随机数。
我想插入一个无名英雄:
mapAccumL :: (acc -> x -> (acc, y)) -> acc -> [x] -> (acc, [y])
用于沿列表累积,生成新列表。
gapsToLengths :: [Int] -> (Int,[Int])
gapsToLengths = mapAccumL between 0
where between previous new = (new,new - previous)
partition4 :: Int -> Int -> IO [Int]
partition4 parts total = snd.gapsToLengths <$> stopgaps parts total
它有效吗?
一些测试运行partition4 11 10000
,漂亮的打印:
[ 786, 20, 607, 677, 1244, 1137, 990, 50, 1716, 813, 1960]
[ 406, 110, 2556, 126, 1289, 567, 348, 1230, 171, 613, 2584]
[ 368, 1794, 136, 1266, 583, 93, 1514, 66, 1594, 1685, 901]
[ 657, 1296, 1754, 411, 691, 1865, 531, 270, 1941, 286, 298]
[2905, 313, 842, 796, 698, 1104, 82, 1475, 22, 619, 1144]
[1411, 966, 530, 129, 81, 561, 1779, 1179, 301, 607, 2456]
[1143, 409, 903, 27, 855, 354, 887, 1898, 1880, 301, 1343]
[ 260, 643, 96, 323, 142, 74, 401, 977, 3685, 2690, 709]
[1350, 979, 377, 765, 137, 1295, 615, 592, 2099, 1088, 703]
[2411, 958, 330, 1433, 1355, 680, 1075, 41, 988, 81, 648]
这看起来很随意。让我们检查一下没有偏见:
check partition4 11 10000 1000
92.6425
93.4513
92.3544
90.8508
88.0297
91.7731
88.7939
86.5268
86.3502
95.2499
93.9774
终于!