我需要写一个加权版的random。选择(列表中的每个元素有不同的被选择的概率)。这是我想到的:

def weightedChoice(choices):
    """Like random.choice, but each element can have a different chance of
    being selected.

    choices can be any iterable containing iterables with two items each.
    Technically, they can have more than two items, the rest will just be
    ignored.  The first item is the thing being chosen, the second item is
    its weight.  The weights can be any numeric values, what matters is the
    relative differences between them.
    """
    space = {}
    current = 0
    for choice, weight in choices:
        if weight > 0:
            space[current] = choice
            current += weight
    rand = random.uniform(0, current)
    for key in sorted(space.keys() + [current]):
        if rand < key:
            return choice
        choice = space[key]
    return None

这个函数对我来说太复杂了,而且很丑。我希望这里的每个人都能提供一些改进的建议或其他方法。对我来说,效率没有代码的整洁和可读性重要。


当前回答

使用numpy

def choice(items, weights):
    return items[np.argmin((np.cumsum(weights) / sum(weights)) < np.random.rand())]

其他回答

从Python 3.6开始,随机模块中有一个方法选择。

In [1]: import random

In [2]: random.choices(
...:     population=[['a','b'], ['b','a'], ['c','b']],
...:     weights=[0.2, 0.2, 0.6],
...:     k=10
...: )

Out[2]:
[['c', 'b'],
 ['c', 'b'],
 ['b', 'a'],
 ['c', 'b'],
 ['c', 'b'],
 ['b', 'a'],
 ['c', 'b'],
 ['b', 'a'],
 ['c', 'b'],
 ['c', 'b']]

注意随机。选择将与替换样本,每个文档:

返回一个k大小的元素列表,这些元素是从替换的填充中选择的。

为确保回答的完整性,请注意:

当从一个有限的总体中抽取一个抽样单位并返回时 对于该种群,在其特征被记录下来之后, 在绘制下一个单元之前,采样被称为“与” 更换”。它基本上意味着每个元素可以被选择多于 一次。

如果您需要在不替换的情况下进行采样,那么就像@ronan-paixão的精彩回答所说的那样,您可以使用numpy。Choice,其replace参数控制这种行为。

import numpy as np
w=np.array([ 0.4,  0.8,  1.6,  0.8,  0.4])
np.random.choice(w, p=w/sum(w))

这取决于你想对分布进行多少次抽样。

假设要对分布进行K次抽样。当n是分布中的项数时,每次使用np.random.choice()的时间复杂度为O(K(n + log(n)))。

在我的例子中,我需要对相同的分布进行多次采样,阶数为10^3其中n阶数为10^6。我使用了下面的代码,它预先计算了累积分布,并在O(log(n))中对其进行采样。总体时间复杂度为O(n+K*log(n))。

import numpy as np

n,k = 10**6,10**3

# Create dummy distribution
a = np.array([i+1 for i in range(n)])
p = np.array([1.0/n]*n)

cfd = p.cumsum()
for _ in range(k):
    x = np.random.uniform()
    idx = cfd.searchsorted(x, side='right')
    sampled_element = a[idx]

粗糙的,但可能足够:

import random
weighted_choice = lambda s : random.choice(sum(([v]*wt for v,wt in s),[]))

这有用吗?

# define choices and relative weights
choices = [("WHITE",90), ("RED",8), ("GREEN",2)]

# initialize tally dict
tally = dict.fromkeys(choices, 0)

# tally up 1000 weighted choices
for i in xrange(1000):
    tally[weighted_choice(choices)] += 1

print tally.items()

打印:

[('WHITE', 904), ('GREEN', 22), ('RED', 74)]

假设所有权重都是整数。它们的和不一定是100,我这么做只是为了让测试结果更容易理解。(如果权重是浮点数,则将它们都乘以10,直到所有权重>= 1。)

weights = [.6, .2, .001, .199]
while any(w < 1.0 for w in weights):
    weights = [w*10 for w in weights]
weights = map(int, weights)

如果您的加权选项列表是相对静态的,并且您希望频繁采样,则可以执行一个O(N)预处理步骤,然后使用相关答案中的函数在O(1)中进行选择。

# run only when `choices` changes.
preprocessed_data = prep(weight for _,weight in choices)

# O(1) selection
value = choices[sample(preprocessed_data)][0]