错题重练—应用Collections.shuffle()及其思考

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背景

需求： 将学生做错的题，存入用户错题本；将符合一定错误率的错题，存入年级错题库；当学生进入错题重练时，随机给出15个错题。
过程： 最开始想的简单，每次取0-14序号的试题ID组装试题，但紧接着想到，如果每次都取0-14，那练10次，出现的题还是一样的或者说就跟小时候背英语词典一样，前面的都翻烂了，后边的崭新。所以，每次给出的15个题，应该为当前用户选择题库中的随机15个。
问题： 怎样给出随机的15个试题ID？

一、解决过程：

1，通过随机函数random.nextInt()

A: 先查出所有的试题Ids
B: 生成15个0-Ids.size()的随机数
C: 组装试题
问题：可能会有重复（虽然概率不大）

2，利用hashset将重复生成的随机数排除

3，通过Collections.shuffle()，将list打乱取值

备注：最开始，我先将一个非空list打乱，然后如果大于15个，取0-14序号元素
后改为：如果大于15个元素，打乱list，取0-14号元素
目前结果：我采用了Collections.shuffle()方法，将list打乱，然后取值。

二、后续问题：

1，shuffle方法的实现：（SHUFFLE_THRESHOLD=5）

    @SuppressWarnings({"rawtypes", "unchecked"})
    public static void shuffle(List<?> list, Random rnd) {
        int size = list.size();
        if (size < SHUFFLE_THRESHOLD || list instanceof RandomAccess) {
            for (int i=size; i>1; i--)
                swap(list, i-1, rnd.nextInt(i));
        } else {
            Object arr[] = list.toArray();

            // Shuffle array
            for (int i=size; i>1; i--)
                swap(arr, i-1, rnd.nextInt(i));

            // Dump array back into list
            // instead of using a raw type here, it's possible to capture
            // the wildcard but it will require a call to a supplementary
            // private method
            ListIterator it = list.listIterator();
            for (int i=0; i<arr.length; i++) {
                it.next();
                it.set(arr[i]);
            }
        }
    }

分析这段逻辑：当list长度小于5时，或者list 实现了RandomAccess接口时，直接交换，否则，先转换为数组，进行交换，然后采用ListIterator迭代器将数组转成list。

对于，这一段，问题可能是有4个，

为什么是长度小于5，而不是其他的值？
为什么要转成数组处理？
在打乱顺序的过程中，这个list被别的线程使用怎么处理？
为什么使用的是ListIterator迭代器？

第一个问题： 好吧，其实我也还不清楚（我觉得，这也是和各个list的效率有关的。5个，可能只是开发者测试的一个值，也可能是一个幸运数，who know呢）

第二个问题： 主要是从LinkedList和ArrayList的效率来说的。在常用的List接口实现中，ArrayList底层通过数组，而LinkedList则是链表，大家都知道，对于数组来说，直接通过下标取值，然后赋值就OK了，但对于链表来说，则。。。。。。呵呵呵呵了。所以，转换为数组，是为了效率。 PS：List接口的另一个实现Vector，底层也是通过数组实现。

第三个问题： 首先对于转换为数组的LinkedList来说，数组本身就是一个复制了list的局部变量，它的更改，不影响原List。而对于ArrayList这样的来说，先看看它的swap交换方法：

    @SuppressWarnings({"rawtypes", "unchecked"})
    public static void swap(List<?> list, int i, int j) {
        // instead of using a raw type here, it's possible to capture
        // the wildcard but it will require a call to a supplementary
        // private method
        final List l = list;
        l.set(i, l.set(j, l.get(i)));
    }

在它的交换中，先将list转换为了临时变量 l，并且定义为final不允许变更。可见，第一是真正发生变动的，是临时变量 l，并不是原list，以此确保原list 可用。而定义为final，是保证在此循环交换结束前，此list始终是同一个list，即，保存了每一次交换的list。

第四个问题： 不是这次总结的兴趣所在。。。。。百度百度，看看代码就知道啦。 listIterator继承了Iterator接口

2，问题：

以shuffle的实现可知，他生成了随机数，然后做了全部list的交换。这里有一个问题，就是刚开始说到的问题，如果随机数生成了两个一样的呢？也会交换，因为我最开始的做法是直接取随机数的下标，如果生成了两个5，那我最后组装的15个元素，就会出现两个 5号元素的内容。而如果是交换，第一次是 1 号和5号交换， 5号的位置，变成了1号的内容。就算后边再生成 5号随机数，也实现了交换。

然而真正的问题是： 我的目的是取出15个随机的试题Id而已，并不想花费大力气去打乱整个list。假设这个list的容量足够大，如果我仍然打乱再取值，这个效率会比较低。所以，我目前觉得，以当前的情况，我通过随机函数生成15个随机数，借用hashset的不可重复性，保证15个不重复即可。然后，通过下标从list中取值，我觉得这是更高效率的方式。

三、其他方式出题

结合到第2个问题，我真正的意图是去生成15个不重复的随机数（即随机试题Id么？）并不是，我只是希望，用户错题记录中的错题，不会出现一个题练不过，就始终没有下一题。或者15个题，不停的被重复练，而有些题根本练不到。

所以，针对于此，我有了以下备选出题方案（前提：先定知识点，再定题）：

1，以时间点排序， 始终给出距离当前最久的错题。出题之后，将原纪录剔除。如果再答错，以当前时间写入记录。 ——优点：以一个相对较快的速度，轮询完整个错题记录。缺点：受限于时间排序

2，以全部用户的错题率出题， 即，如果用户的这个题在所有用户中的错误率都很高，优先给出。 ——优点：能够练到易错题，可以提升学生的能力。缺点：增加额外的逻辑，还有一点就是：如果错题率都相当呢？一下子又回到解放前了。

所以，我其实还是比较喜欢，全盘洗牌！