В посте #2 этого топика максимально простое и очевидное решение. Я правильно понимаю, что далее дискуссия ведется по поводу строки 11, из-за которой это решение теоретически может работать бесконечно долго?

Alexandroppolus,
дискуссии не было, полностью согласен что #2 простое решение и чем больше начальный массив, тем меньше "лишних" циклов вероятность, мне было интересно решить это как-то иначе.

Я покрутил алгоритм из поста #2 со множеством из 20 элементов 1 000 000 раз.
Получил 2 лишних цикла.
Как и положено по теории, с вероятностью 1/2^20 получаем последовательность из 20 случайных чисел, каждое из которых < 0.5 или >=0.5
Годный датчик случайных чисел

чисто ради прикола докрутил #2, чтобы не было вероятности лишнего цикла

function splitSet(set) {
    const subs = [[], []];
    for(let i = 0; i < set.length; i++) {
        subs[Math.round(Math.random())].push(set[i]);
    }
    if (!subs[0].length || !subs[1].length) {
        const srcIndex = subs[0].length ? 0 : 1;
        const index = Math.floor(Math.random() * set.length);
        subs[1 - srcIndex] = subs[srcIndex].splice(index, 1);
    }
    return subs;
}

for (let i = 0; i < 25; i++) {
    let [s1, s2] = splitSet([1,2,3,4,5,6,7]);
    console.log(s1, s2);
}

суть: если в одном из массивов пусто, из другого перекидываем случайно выбранный элемент. Это сохраняет равные шансы для каждого из элементов попасть в любой массив.

Можно было бы перекидывать, допустим, первый элемент. Но тогда немного уменьшились бы его шансы оказаться вместе со вторым, хотя по отдельности и у первого, и у второго одинаковые шансы быть в любом из массивов. Этот "парадокс" я пока не осмыслил.

сейчас подумал - а ведь этот вариант не совсем правильный, он немного увеличивает шансы для разбиений, где отдельно один элемент.
Да, задачка хитрая)