C++のshuffleとrandom_shuffleの使い方と違いを解説

この記事では、C++のshuffle関数とrandom_shuffle関数について詳しく解説します。まずはrandom_shuffleから見ていきましょう。

random_shuffle()は、範囲[left, right)内の要素をランダムに並べ替えるための関数です。各要素の位置を、ランダムに選ばれた別の位置と入れ替えることでシャッフルを実現します。

独自の乱数生成関数を渡すことで、どの要素を選ぶかの挙動をカスタマイズすることも可能です。乱数生成関数を指定しない場合は、関数内部に組み込まれたデフォルトの乱数生成機構が使用されます。

random_shuffle()のサンプルコード

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int myRandomGenerator(int j) {
    return rand() % j;
}
main() {
    srand(unsigned(time(0)));
    vector<int> arr;
    for (int j = 1; j < 20; ++j) // 1〜19の数値を生成してvector arrに追加
        arr.push_back(j);
    random_shuffle(arr.begin(), arr.end()); // 組み込みの乱数機能でシャッフル
    cout << "arr elements:";
    for (vector<int>::iterator i = arr.begin(); i != arr.end(); ++i)
        cout << ' ' << *i;
    cout << endl;
    // myRandomGeneratorを使用
    random_shuffle(arr.begin(), arr.end(), myRandomGenerator);
    cout << "arr elements:";
    for (vector<int>::iterator i = arr.begin(); i != arr.end(); ++i)
        cout << ' ' << *i;
    cout << endl;
}

実行結果

arr elements: 5 14 15 6 3 16 13 12 10 2 4 1 17 9 18 11 7 8 19
arr elements: 8 10 5 6 14 1 15 3 19 16 13 18 7 9 4 12 11 17 2

shuffle()の使い方

次にshuffle()関数について見ていきましょう。この関数も範囲[left, right)内の要素をランダムに並べ替えるために使用されますが、一様乱数生成器(uniform random number generator)を引数として受け取る点が大きな特徴です。

shuffle()のサンプルコード

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
main() {
    vector<int> arr;
    unsigned seed = 0;
    for (int j = 1; j < 20; ++j) // 1〜19の数値を生成してvector arrに追加
        arr.push_back(j);
    shuffle(arr.begin(), arr.end(), default_random_engine(seed));
    cout << "arr elements:";
    for (vector<int>::iterator i = arr.begin(); i != arr.end(); ++i)
        cout << ' ' << *i;
    cout << endl;
}

実行結果

arr elements: 19 7 5 6 12 4 13 3 1 17 11 14 18 2 8 15 9 10 16

random_shuffle()とshuffle()の違い

両者の違いは、random_shuffle()がrand()関数を用いてランダムなインデックスを生成するのに対し、shuffle()は一様乱数生成器を使用する点にあります。ただし、random_shuffle()に一様乱数生成器を渡した場合は、同様の結果を得ることができます。

なお、random_shuffle()はC++14で非推奨(deprecated)となり、C++17では標準ライブラリから削除されました。現在のC++では、一様乱数生成器を引数に取るshuffle()の使用が推奨されています。新規のコードを書く際は、shuffle()を選ぶようにしましょう。