PHP 陣列隨機抽樣實作：array_rand、shuffle 與無放回抽樣演算法

內建函數方案

1. array_rand() — 取得隨機鍵（PHP 4.2+）

<?php
$items = ['蘋果', '香蕉', '橘子', '葡萄', '芒果'];
$keys = array_rand($items, 3); // 取 3 個不重複鍵
$result = array_intersect_key($items, array_flip($keys));
// 或 PHP 7.1+ 直接
$result = array_intersect_key($items, array_flip(array_rand($items, 3)));
print_r($result);
/*
Array
(
    [1] => 香蕉
    [3] => 葡萄
    [4] => 芒果
)
*/
?>

注意：array_rand() 回傳鍵而非值，且不重新索引。

2. shuffle() + array_slice() — 打亂後切片

<?php
$items = ['A','B','C','D','E','F'];
shuffle($items);           // 原地打亂，鍵重新索引 0..
$sample = array_slice($items, 0, 3); // 取前 3
print_r($sample); // 如 [D, A, F]
?>

簡潔但會修改原陣列，需先複製 $copy = $items; shuffle($copy);。

無放回抽樣演算法（Fisher-Yates 變體）

原文提供的類別實作邏輯正確但可簡化。現代寫法：

<?php
function randomSample(array $population, int $n): array {
    $n = min($n, count($population));
    $keys = array_keys($population);
    $result = [];
    for ($i = 0; $i < $n; $i++) {
        $randIdx = random_int($i, count($keys) - 1);
        $key = $keys[$randIdx];
        $result[] = $population[$key];
        // 移除已選鍵（交換到尾部再縮減範圍）
        $keys[$randIdx] = $keys[$i];
    }
    return $result;
}

// 使用
$pool = range(1, 100);
$sample = randomSample($pool, 10);
print_r($sample); // 10 個不重複隨機數
?>

使用 random_int()（CSPRNG）而非 rand()，安全性更高。

有放回抽樣（可重複）

<?php
function randomSampleWithReplacement(array $population, int $n): array {
    $keys = array_keys($population);
    $max = count($keys) - 1;
    return array_map(fn() => $population[$keys[random_int(0, $max)]], range(1, $n));
}
?>

效能比較（10 萬元素抽 1000）

實務建議

• 小陣列（<1000）簡單需求 → array_rand()
• 需保持原陣列順序 → 複製後 shuffle()
• 大陣列、高效能、安全性 → 自訂 Fisher-Yates + random_int()
• 資料庫層面抽樣 → ORDER BY RAND() LIMIT n（小表）或 WHERE RAND() < 0.01（大表近似）