蓄水池抽樣演算法

2021-09-30 15:34:00 字數 604 閱讀 8824

題目:要求從n個元素中隨機的抽取k個元素,其中n無法確定

解法:首先選擇n中的前k個數加入「蓄水池」中,然後從第k+1個數開始,以k/k+i(i=1,2,3...)的概率選擇這個數,然後在蓄水池中隨機選擇乙個數,並將其替換,n個元素遍歷完畢後,蓄水池中的k個數就是隨機選擇的。

證明:這裡即需要證明每個數出現在蓄水池中的概率都是相等的,擬採用數學歸納法

1.當i=1時,蓄水池中某個數出現的概率

第k+1個數被取出的概率是k/k+1, 這時,蓄水池中每個數出現的概率都是1,同時,乙個數被選擇到的概率是1/k, 因此,乙個數出現在池中的概率是1-(k/k+1)*(1/k)=k/k+1

2.假設第i個數被取出的概率是k/k+i,證明在有k+i+1的樣本中,乙個數出現在池子裡的概率是k/k+i+1

第k+i+1個數被取出的概率是k/k+i+1,  池子中每個數的出現概率都是k/k+i, 池中的數被選擇到的概率是1/k, 乙個數在池中的概率就是 他出現在池中的概率*他沒有被替換的概率,就是(k/k+i)*(1-1/k*k/k+i+1),也就是k/k+i+1

演算法 蓄水池抽樣

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