从Python v3.6开始，是随机的。选项可用于从给定的填充中返回具有可选权重的指定大小的元素列表。

随机的。select (population, weights=None， *， cum_weights=None, k=1)

总体:包含独特观测值的列表。(如果为空，则引发IndexError) 权重:进行选择所需的更精确的相对权重。 Cum_weights:进行选择所需的累积权重。 K:要输出列表的大小(len)。(默认len () = 1)

一些注意事项:

1)利用加权抽样与替换，使绘制的项目以后可以被替换。权重序列中的值本身并不重要，但它们的相对比例却很重要。

np.random.choice只能将概率作为权重，也必须确保个人概率的总和达到1个标准，但这里没有这样的规定。只要它们属于数值类型(int/float/fraction, Decimal类型除外)，就仍然可以执行。

>>> import random
# weights being integers
>>> random.choices(["white", "green", "red"], [12, 12, 4], k=10)
['green', 'red', 'green', 'white', 'white', 'white', 'green', 'white', 'red', 'white']
# weights being floats
>>> random.choices(["white", "green", "red"], [.12, .12, .04], k=10)
['white', 'white', 'green', 'green', 'red', 'red', 'white', 'green', 'white', 'green']
# weights being fractions
>>> random.choices(["white", "green", "red"], [12/100, 12/100, 4/100], k=10)
['green', 'green', 'white', 'red', 'green', 'red', 'white', 'green', 'green', 'green']

2)如果既没有指定weights，也没有指定cum_weights，则以等概率进行选择。如果提供了权重序列，则它必须与填充序列的长度相同。

同时指定weights和cum_weights将引发TypeError。

>>> random.choices(["white", "green", "red"], k=10)
['white', 'white', 'green', 'red', 'red', 'red', 'white', 'white', 'white', 'green']

3) cum_weights通常是itertools的结果。累加函数在这种情况下非常方便。

从文档链接: 在内部，相对权重被转换为累积权重 在进行选择之前，提供累计权重可以节省 工作。

因此，无论是提供weights=[12,12,4]还是cum_weights=[12,24,28]，对于我们所设计的情况都会产生相同的结果，并且后者似乎更快/更有效。

如果不介意使用numpy，可以使用numpy.random.choice。

例如:

import numpy

items  = [["item1", 0.2], ["item2", 0.3], ["item3", 0.45], ["item4", 0.05]
elems = [i[0] for i in items]
probs = [i[1] for i in items]

trials = 1000
results = [0] * len(items)
for i in range(trials):
    res = numpy.random.choice(items, p=probs)  #This is where the item is selected!
    results[items.index(res)] += 1
results = [r / float(trials) for r in results]
print "item\texpected\tactual"
for i in range(len(probs)):
    print "%s\t%0.4f\t%0.4f" % (items[i], probs[i], results[i])

如果你知道你需要提前做多少选择，你可以不像这样循环:

numpy.random.choice(items, trials, p=probs)

加权选择的一个非常基本和简单的方法如下:

np.random.choice(['A', 'B', 'C'], p=[0.3, 0.4, 0.3])

将权重排列成a 累积分布。 使用random.random()来选择一个随机的 浮点0.0 <= x < total。 搜索 用等分法进行分布。二等分的 如http://docs.python.org/dev/library/bisect.html#other-examples中的示例所示。

from random import random
from bisect import bisect

def weighted_choice(choices):
    values, weights = zip(*choices)
    total = 0
    cum_weights = []
    for w in weights:
        total += w
        cum_weights.append(total)
    x = random() * total
    i = bisect(cum_weights, x)
    return values[i]

>>> weighted_choice([("WHITE",90), ("RED",8), ("GREEN",2)])
'WHITE'

如果需要做出多个选择，可以将其分成两个函数，一个用于构建累积权重，另一个用于对随机点进行等分。

步骤1:生成您感兴趣的CDF F

步骤2:生成u.r.v. u

步骤3:求z=F^{-1}(u)

这种建模在概率论或随机过程课程中有描述。这是适用的，因为您有简单的CDF。

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]