Задача: 528. Random Pick with Weight
Сложность: medium

Вам дан массив положительных целых чисел w, где w[i] описывает вес индекса i.
Вам нужно реализовать функцию pickIndex(), которая случайным образом выбирает индекс в диапазоне [0, w.length - 1] (включительно) и возвращает его. Вероятность выбора индекса i равна w[i] / sum(w).
Например, если w = [1, 3], вероятность выбора индекса 0 составляет 1 / (1 + 3) = 0.25 (т.е. 25%), а вероятность выбора индекса 1 составляет 3 / (1 + 3) = 0.75 (т.е. 75%).

Пример:

Input
["Solution","pickIndex","pickIndex","pickIndex","pickIndex","pickIndex"]
[[[1,3]],[],[],[],[],[]]
Output
[null,1,1,1,1,0]

Explanation
Solution solution = new Solution([1, 3]);
solution.pickIndex(); // return 1. It is returning the second element (index = 1) that has a probability of 3/4.
solution.pickIndex(); // return 1
solution.pickIndex(); // return 1
solution.pickIndex(); // return 1
solution.pickIndex(); // return 0. It is returning the first element (index = 0) that has a probability of 1/4.

Since this is a randomization problem, multiple answers are allowed.
All of the following outputs can be considered correct:
[null,1,1,1,1,0]
[null,1,1,1,1,1]
[null,1,1,1,0,0]
[null,1,1,1,0,1]
[null,1,0,1,0,0]
......
and so on.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣ Инициализация и предобработка весов:
В конструкторе создайте массив накопительных сумм prefixSums, где каждая позиция будет содержать сумму всех предыдущих весов до текущего индекса включительно.
Также в конструкторе сохраните общую сумму весов totalSum.

2⃣ Генерация случайного числа и выбор индекса:
В функции pickIndex() сгенерируйте случайное число в диапазоне от 0 до общей суммы весов totalSum.
Используйте линейный поиск, чтобы найти первый индекс в prefixSums, который больше или равен сгенерированному числу.

3⃣ Возврат результата:
Верните найденный индекс.

😎 Решение:

class Solution {
private:
    vector<int> prefixSums;
    int totalSum;

public:
    Solution(vector<int>& w) {
        int prefixSum = 0;
        for (int weight : w) {
            prefixSum += weight;
            prefixSums.push_back(prefixSum);
        }
        totalSum = prefixSum;
    }

    int pickIndex() {
        double target = totalSum * ((double) rand() / RAND_MAX);
        for (int i = 0; i < prefixSums.size(); ++i) {
            if (target < prefixSums[i]) {
                return i;
            }
        }
        return prefixSums.size() - 1;
    }
};

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний