A LaTeX package for random shuffling

randomshuffle.sty

\NeedsTeXFormat{LaTeX2e}
\ProvidesPackage{randomshuffle}[2019/01/18 v0.2]
\RequirePackage{keyval}

\ifdefined\pdfuniformdeviate
  \let\randomshuffle@uniformdeviate\pdfuniformdeviate
  \let\randomshuffle@setrandomseed\pdfsetrandomseed
\else\ifdefined\uniformdeviate
  \let\randomshuffle@uniformdeviate\uniformdeviate
  \let\randomshuffle@setrandomseed\setrandomseed
\else
  \PackageError{randomshuffle}{\detokenize{This LaTeX engine does not support \pdfuniformdeviate nor \uniformdeviate}}\@ehc
\fi\fi

\newcount\randomshuffle@first
\newcount\randomshuffle@last
\newcount\randomshuffle@k
\newcount\randomshuffle@t
\newcount\randomshuffle@j

%%% 1以上#1以下の乱数を生成する
\def\randomshuffle@rand#1{\the\numexpr\randomshuffle@uniformdeviate\numexpr#1\relax+\@ne\relax}

\def\randomshuffle@swap#1#2#3{%
  \edef\randomshuffle@temp{\csname#1@\the#2\endcsname}%
  \expandafter\xdef\csname#1@\the#2\endcsname{\csname#1@\the#3\endcsname}%
  \expandafter\xdef\csname#1@\the#3\endcsname{\randomshuffle@temp}%
}

\def\randomshuffle@name{shuffled}
\def\randomshuffle@inverse@suffix{inverse}

\define@key{randomshuffle@parameters}{seed}{\randomshuffle@setrandomseed#1\relax}
\define@key{randomshuffle@parameters}{name}{\edef\randomshuffle@name{#1}}
\define@key{randomshuffle@parameters}{inversesuffix}{\edef\randomshuffle@inverse@suffix{#1}}

\newcommand*\randomshuffle[3][]{%
  \setkeys{randomshuffle@parameters}{#1}%
  \randomshuffle@first=\numexpr#2\relax
  \randomshuffle@last=\numexpr#3\relax
  %% 呼び出し用の命令を作成
  %%% 正写像アクセサ
  \expandafter\global\expandafter\@namedef\expandafter{\expandafter\randomshuffle@name\expandafter}\expandafter##\expandafter1\expandafter{\expandafter\csname\randomshuffle@name @##1\endcsname}%
  %%% 逆写像アクセサ
  \edef\randomshuffle@inverse{\randomshuffle@name\randomshuffle@inverse@suffix}%
  \expandafter\global\expandafter\@namedef\expandafter{\expandafter\randomshuffle@inverse\expandafter}\expandafter##\expandafter1\expandafter{\expandafter\csname\randomshuffle@inverse @##1\endcsname}%
  %%% 写像の初期化
  \randomshuffle@k=\randomshuffle@first
  {\loop
    \global\randomshuffle@t=\numexpr\randomshuffle@k-\randomshuffle@first+\@ne\relax
    \expandafter\xdef\csname\randomshuffle@name @\the\randomshuffle@t\endcsname{\the\randomshuffle@k}% 正写像アクセサを初期化
    \expandafter\xdef\csname\randomshuffle@name\randomshuffle@inverse@suffix @\the\randomshuffle@t\endcsname{\the\randomshuffle@k}% 逆写像アクセサを初期化
    \advance\randomshuffle@k\@ne
  \unless\ifnum\randomshuffle@k>\randomshuffle@last\repeat}%
  %
  %%% 正写像にあたる置換の生成
  \let\randomshuffle@list\@empty
  \randomshuffle@j=\randomshuffle@t% j=tから下げていく
  {\loop
    \randomshuffle@k=\randomshuffle@rand{\randomshuffle@j}% 1以上j以下の乱数kを取得
    \randomshuffle@swap{\randomshuffle@name}{\randomshuffle@j}{\randomshuffle@k}% j番目とk番目を交換
    \xdef\randomshuffle@list{{\the\randomshuffle@k}\randomshuffle@list}% 生成した乱数を既存乱数列の先頭にpush
    \advance\randomshuffle@j\m@ne% jを1減じる
  \ifnum\randomshuffle@j>\@ne\repeat}%
  %
  %%% 逆写像にあたる置換の生成
  \randomshuffle@j=\tw@% j=2から上げていく
  \expandafter\@tfor\expandafter\randomshuffle@r\expandafter:\expandafter=\randomshuffle@list\do{%
      \randomshuffle@swap{\randomshuffle@name\randomshuffle@inverse@suffix}{\numexpr\randomshuffle@r\relax}{\randomshuffle@j}% 現行の逆写像に 互換 (j, 乱数) を合成
      \advance\randomshuffle@j\@ne% jを1増やす
  }%
}

\endinput

test1.tex

%#!uplatex
\documentclass[uplatex]{jsarticle}

\usepackage{randomshuffle}
\makeatletter
\newcount\problemnum

\def\addProblem#1#2{%
  \advance\problemnum\@ne
  \@namedef{problem\the\problemnum}{#1}%
  \@namedef{answer\the\problemnum}{#2}%
}

\def\printProblem#1{\@nameuse{problem\shuffled{#1}}}
\def\printAnswer#1{\@nameuse{answer\shuffled{#1}}}
\makeatother

\addProblem{アルカリ土類金属は，すべて遷移元素である。}{×}
\addProblem{典型元素には，両性元素が含まれる。}{○}
\addProblem{遷移元素は，すべて金属元素である。}{○}
\addProblem{典型元素では，周期表の左下に位置する元素ほど陽性が強い。}{○}
\addProblem{遷移元素には，複数の酸化数をとるものがある。}{○}
\addProblem{密閉容器に入れてある物質が気液平衡の状態にあるとき，単位時間当たりに液体から蒸発する分子の数と，気体から凝縮する分子の数は等しい。}{○}
\addProblem{無極性分子の気体が凝縮して液体になる現象には，分子間にはたらくファンデルワールス力が関わっている。}{○}
\addProblem{純溶媒の沸点は，その純溶媒に不揮発性の溶質が溶けた溶液の沸点よりも低い。}{○}
\addProblem{純物質は，三重点で気体・液体・固体が共存する平衡状態をとる。}{○}
\addProblem{純物質は，液体の状態で凝固点より低い温度になることはない。}{×}
\addProblem{フッ素は，ハロゲンの単体の中で，水素との反応性が最も高い。}{○}
\addProblem{フッ化水素酸は，ガラスを腐食する。}{○}
\addProblem{塩化銀は，アンモニア水に溶ける。}{○}
\addProblem{次亜塩素酸は，塩素がとりうる最大の酸化数をもつオキソ酸である。}{×}
\addProblem{ヨウ化カリウム水溶液にヨウ素を溶かすと，その溶液は褐色を呈する。}{○}

% 1〜\problemnum をシャッフルして \shuffled でアクセス
\randomshuffle[name=shuffled]{1}{\problemnum}

\begin{document}

\section{問題}

次の各記述が正しければ○，誤っていれば×と答えよ。
\begin{enumerate}
\item \printProblem{1}
\item \printProblem{2}
\item \printProblem{3}
\item \printProblem{4}
\item \printProblem{5}
\end{enumerate}

\section{解答}

\begin{enumerate}
\item \printAnswer{1}
\item \printAnswer{2}
\item \printAnswer{3}
\item \printAnswer{4}
\item \printAnswer{5}
\end{enumerate}

\end{document}

test2.tex

%#!uplatex
\documentclass[uplatex]{jsarticle}
\usepackage{randomshuffle}
\makeatletter
\newcount\wordnum
\newcount\wordcount

% 選択肢の記号を ㋐, ㋑, …… で出力する
\def\MaruKata#1{\chardef\@labelchar=\expandafter\ucs\numexpr13007+#1\relax\textgt{\@labelchar}}

%% 語群のインプットと空欄出力
\def\語順整序#1{%
  \wordnum=\z@
  \@tfor\word:=#1\do{%
    \advance\wordnum\@ne
    \edef\thisword{word\the\wordnum}%
    \expandafter\@namedef\expandafter{\expandafter\thisword\expandafter}\expandafter{\word}% 単語を登録
    \space\framebox[1cm][c]{\texttt{\the\wordnum}}\space% 空欄出力
  }%
  \wordcount=\wordnum% 単語数を保存
  \randomshuffle[name=shuffled]{1}{\wordcount}% 語群をランダムシャッフル
}

%% シャッフルされた語群を出力
\def\語群出力{%
  \par\noindent\textgt{《語群》}\par\nopagebreak
  \wordnum=\z@
  \loop
    \advance\wordnum\@ne
    \def\thisword{\@nameuse{word\shuffled{\the\wordnum}}}% シャッフルされた選択肢の内容
    \makebox[\dimexpr\linewidth/\wordcount\relax][l]{\MaruKata{\wordnum}\kern1zw\relax\thisword}% 選択肢を出力
  \ifnum\wordcount>\wordnum\repeat
}

%% 逆置換を用いて正解を出力
\def\解答出力{%
  \par\noindent\textgt{【解答】}\par\nopagebreak
  \wordnum=\z@
  \loop
    \advance\wordnum\@ne
    \def\answernum{\shuffledinverse{\the\wordnum}}% 正解選択肢の番号
    \texttt{\the\wordnum:} \MaruKata{\answernum}% 正解の記号を出力
    \qquad
  \ifnum\wordcount>\wordnum\repeat
}
\makeatother

\begin{document}

\section*{2016年センター英語 第2問B 問1}

Hotel clerk: Good evening, Mr.~and Mrs.~Gomez. How can I help you?\par
Mrs.~Gomez: Well, \語順整序{{we're}{wondering}{if}{you}{could}{tell}} us how to get to the theater.

\語群出力
\解答出力

\section*{2016年センター英語 第2問B 問2}

Student: Excuse me. I'd like to know what we will be discussing in next week's seminar.\par
Professor: I haven't decided yet, so \語順整序{{let}{me}{send}{you}{the details}{by}} email.

\語群出力
\解答出力

\section*{2016年センター英語 第2問B 問3}

Interviewer: How did you change after becoming the head of such a large company?\par
President: I \語順整序{{came to}{realize}{the}{need}{to}{manage}} my time more effectively.

\語群出力
\解答出力

\end{document}

test3.tex

%#!uplatex
\documentclass[uplatex]{jsarticle}
\usepackage{randomshuffle}
\makeatletter
\newcount\problemnum
\newcount\problemcount
\newcount\wordnum
\newcount\wordcount

\long\def\addProblem#1{%
  \advance\problemcount\@ne
  \@namedef{problem\the\problemcount}{#1}%
}

% 選択肢の記号を ㋐, ㋑, …… で出力する
\def\MaruKata#1{\chardef\@labelchar=\expandafter\ucs\numexpr13007+#1\relax\textsf{\@labelchar}}

%% 語群のインプットと空欄出力
\def\語順整序#1{%
  \wordnum=\z@
  \@tfor\word:=#1\do{%
    \advance\wordnum\@ne
    \edef\thisword{word\the\problemnum-\the\wordnum}%
    \expandafter\@namedef\expandafter{\expandafter\thisword\expandafter}\expandafter{\word}%%% 単語を登録
    \space\framebox[1cm][c]{\texttt{\the\wordnum}}\space%%% 空欄出力
  }%
  \randomshuffle[name=shuffledword\the\problemnum]{1}{\wordnum}%% 語群をランダムシャッフルし，\@nameuse{shuffledword問題番号}{単語番号} からアクセス
  \expandafter\global\expandafter\newcount\csname wordcount\the\problemnum\endcsname%% この問題の単語数を保存するカウンタ
  \expandafter\global\csname wordcount\the\problemnum\endcsname=\wordnum%% この問題の単語数を保存
}

%% シャッフルされた語群を出力
\def\語群出力{%
  \par\noindent\textgt{《語群》}\par\nopagebreak
  \wordnum=\z@
  {\loop
    \advance\wordnum\@ne
    \def\thisword{\@nameuse{word\the\problemnum-\@nameuse{shuffledword\the\problemnum}{\the\wordnum}}}% シャッフルされた選択肢の内容
    \makebox[\dimexpr\linewidth/\wordcount\relax][l]{\MaruKata{\wordnum}\kern1zw\relax\thisword}% 選択肢を出力
  \ifnum\wordcount>\wordnum\repeat}%
}

%% 逆置換を用いて正解を出力
\def\解答出力{%
  \par\noindent\textgt{【解答】}\par\nopagebreak
  {\loop
    \advance\wordnum\@ne
    \def\answernum{\@nameuse{shuffledword\the\problemnum inverse}{\the\wordnum}}% 正解選択肢の番号（\@nameuse{shuffledword問題番号inverse}{単語番号} でアクセス）
    \texttt{\the\wordnum:} \MaruKata{\answernum}% 正解の記号を出力
    \qquad
  \ifnum\wordcount>\wordnum\repeat}%
}

\def\printProblem#1{%
  \@nameuse{problem\shuffled{#1}}%%% 問題文出力
  \wordcount=\@nameuse{wordcount\the\problemnum}%% この問題の単語数を取得
  \語群出力
  \解答出力
  \par
  \vspace{\baselineskip}%
}

\def\printAllProblems{%
  \problemnum=\z@
  {\loop
    \advance\problemnum\@ne
    \noindent\textsf{問\the\problemnum}\par\nopagebreak
    \printProblem{\the\problemnum}%
  \ifnum\problemnum<\problemcount\repeat}%
}

\makeatother

\addProblem{% 2018センター英語
  Student: What are we going to do with the Australian students after they drive?\par
  Teacher: The first night, we'll have a barbecue by the river so that you all \語順整序{{can}{get}{to}{know}{each}{other}} quickly.
}
\addProblem{% 2018センター英語
  Bridget: How was your basketball season last year?\par
  Toshi: I \語順整序{{was}{the second}{highest}{scorer}{on}{the team}}.
}
\addProblem{% 2018センター英語
  Evan: I want to buy my first computer, but I don't know which one I should get.\par
  Sam: Don't worry. Electronic stores always have experts available to give advice \語順整序{{to}{those}{who}{aren't}{familiar}{with}} using computer.
}
\addProblem{% 2017センター英語
  Keita: You have so many things in your room.\par
  Cindy: I know. Actually, \語順整序{{I}{find}{it}{difficult}{to}{keep}} it neat and clean.
}
\addProblem{% 2017センター英語
  Ted: Professor Jones suggested that I rewrite this essay.\par
  Jack: Oh, well, \語順整序{{it}{may}{cost}{you}{a few}{hours}} but I'm sure you'll get a higher grade on it.
}
\addProblem{% 2017センター英語
  Rita: Daniel and I have to go home now.\par
  Father: Oh, \語順整序{{how come}{you}{are}{leaving}{earlier}{than}} usual? I thought you were going to stay for dinner.
}
\addProblem{% 2016センター英語
  Hotel clerk: Good evening, Mr.~and Mrs.~Gomez. How can I help you?\par
  Mrs.~Gomez: Well, \語順整序{{we're}{wondering}{if}{you}{could}{tell}} us how to get to the theater.
}
\addProblem{% 2016センター英語
  Student: Excuse me. I'd like to know what we will be discussing in next week's seminar.\par
  Professor: I haven't decided yet, so \語順整序{{let}{me}{send}{you}{the details}{by}} email.
}
\addProblem{% 2016センター英語
  Interviewer: How did you change after becoming the head of such a large company?\par
  President: I \語順整序{{came to}{realize}{the}{need}{to}{manage}} my time more effectively.
}

% 1〜\problemcount をシャッフル
\randomshuffle[name=shuffled]{1}{\problemcount}

\begin{document}
\printAllProblems
\end{document}