我以前用过的一个洗牌算法

前两天和几个做在线棋牌游戏的朋友聚会，聊到了洗牌算法，正好以前写过一些扑克牌的游戏，中间做了一个洗牌算法，就写了个例子给他们做试验。

基本思路很简单，就是交换法，54张牌排好，随机选择两张牌交换，一般说来，只要交换次数足够多，比如54张牌就交换54次，牌就已经洗得很烂了，呵呵，可以打牌了。如果还不放心，那double，洗108次好了。

程序还是比较简单的，大家应该一目了然，我花了差不多半个小时左右写出来，又测试了一下。

#define POKER_MAX 54            //54张扑克
#define POKER_COLOR_MAX 4       //四种主花色
#define POKER_POINT_MAX 13      //每种花色13张牌，J=11，Q=12，K=13

#define POKER_COLOR_KING    4   //王的花色
#define POKER_COLOR_0       0   //黑桃花色
#define POKER_COLOR_1       1   //红桃花色
#define POKER_COLOR_2       2   //樱花花色
#define POKER_COLOR_3       3   //方块花色

#define POKER_KING_POINT_BIG    1   //大王的点数
#define POKER_KING_POINT_LITTLE 0   //小王的点数


typedef struct _POKER_CARD_
{
    short m_sID;        //全序列排列时的ID(0~53)
    char m_cColor;      //扑克花色
    char m_cPoint;      //扑克点数
}SCard;
const unsigned long SCardSize=sizeof(SCard);
class CPoker
{
public:
    CPoker()
    {
        //先整齐排列54张牌，按黑红樱方顺序，每种花色按0~12顺序
        int i=0;
        int j=0;
        int nIndex=0;
        for(i=0;i<POKER_COLOR_MAX;i++)
        {
            for(j=0;j<POKER_POINT_MAX;j++)
            {
                SetPokerInfo(i,j,nIndex);
                nIndex++;
            }
        }
        //王放在最后两张
        SetPokerInfo(POKER_COLOR_KING,POKER_KING_POINT_LITTLE,nIndex);  //小王
        nIndex++;
        SetPokerInfo(POKER_COLOR_KING,POKER_KING_POINT_BIG,nIndex); //大王
    }
    ~CPoker(){}
    //一般说来，按牌总数决定洗牌次数，已经洗得很烂了
    void Wash(int nTime=POKER_MAX)
    {
        int i=0;
        for(i=0;i<nTime;i++)
            Random();
    }
    //实际的游戏，从此处取洗好的牌张数据
    bool Get(unsigned int nIndex,SCard* pCard)
    {
        if(POKER_MAX<=nIndex) return false;
        memcpy((char*)pCard,(char*)&m_Poker[nIndex],SCardSize);
        return true;
    }
    void PrintInfo(void)
    {
        int i=0;
        SCard Card;
        for(i=0;i<POKER_MAX;i++)
        {
            if(Get(i,&Card))
            {
                printf("%02d - ID=%02d, Color=%d, Point=%02d\n",
                    i,Card.m_sID,Card.m_cColor,Card.m_cPoint);
            }
        }
        printf("===============\n");
    }
private:
    //给sID指定的牌张赋值
    void SetPokerInfo(char cColor,char cPoint,short sID)
    {
        m_Poker[sID].m_cColor=cColor;
        m_Poker[sID].m_cPoint=cPoint;
        m_Poker[sID].m_sID=sID;
    }
    //交换两张牌
    void Exchange(int a,int b)
    {
        char szTemp[SCardSize];
        memcpy(szTemp,(char*)&m_Poker[a],SCardSize);
        memcpy((char*)&m_Poker[a],(char*)&m_Poker[b],SCardSize);
        memcpy((char*)&m_Poker[b],szTemp,SCardSize);
    }
    //随机选取两张牌张交换洗牌
    //如果随机数相等，发生碰撞，则b=a+1，总之不一样就可以了。
    void Random(void)
    {
        int a=GetRandomBetween(0,POKER_MAX);
        int b=GetRandomBetween(0,POKER_MAX);
        if(a==b)
        {
            b=a+1;
            if(POKER_MAX<=b) b=0;
        }
        Exchange(a,b);
    }
private:
    SCard m_Poker[POKER_MAX];
};

其实主要就是Wash这个函数，默认是洗54遍，当然，调用者如果高兴，多洗几遍也没问题，呵呵。

用Get函数拿指定的扑克张子来用。

我试了一下，没什么问题，呵呵，刺激一下大家哈，从我测试代码看，又是0bug。

不过，这段代码有个问题，就是不是多线程安全的，起码，一个线程洗牌，另外一个线程拿牌，会出错。所以，我根据《0bug-C/C++商用工程之道》里面的“资源锁”概念，又封装了一个加锁的线程安全版。

class CPokerWithLock
{
public:
    CPokerWithLock(){}
    ~CPokerWithLock(){}
    void Wash(int nTime=POKER_MAX)
    {
        m_Lock.Lock();
            m_Poker.Wash(nTime);
        m_Lock.Unlock();
    }
    bool Get(unsigned int nIndex,SCard* pCard)
    {
        bool bRet=false;
        m_Lock.Lock();
            bRet=m_Poker.Get(nIndex,pCard);
        m_Lock.Unlock();
        return bRet;
    }
    void PrintInfo(void)
    {
        m_Lock.Lock();
            m_Poker.PrintInfo();
        m_Lock.Unlock();
    }
private:
    CPoker m_Poker;     //"资源锁"概念，私有聚合，所有公有方法加锁，确保安全性
    CMutexLock m_Lock;  //这是《0bug-C/C++商用工程之道》里面的跨平台安全锁，见6.2小节，P226页
};

嗯，这个加锁版本不是必须的，只有当多线程环境时才需要。CMutexLock这个类我这里就懒得提供了，有书的朋友，自己去查书吧。

嗯，最后，给段测试代码，大家可以看看效果。

inline void TestCPoker(void)
{
    CPokerWithLock Poker;
    srand((unsigned int)time(NULL));
    Poker.PrintInfo();
    Poker.Wash();
    Poker.PrintInfo();
    Poker.Wash();
    Poker.PrintInfo();
}

上述代码在VS2008下测试成功。有兴趣的朋友，可以自己试试。嗯，如果没有书的朋友，CPokerWithLock Poker;这句话可以改为CPoker Poker;，直接用非线程安全版本就好了。

大家看看，有什么问题欢迎讨论哈。

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肖舸