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

我需要做这样的事情非常快速非常简单,从搜索的想法,我终于建立了这个模板。其思想是以json的形式从api接收加权值,这里是由dict模拟的。

然后将其转换为一个列表,其中每个值都与它的权重成比例地重复,只需使用random。选择从列表中选择一个值。

我尝试了10次、100次和1000次迭代。分布似乎很稳定。

def weighted_choice(weighted_dict):
    """Input example: dict(apples=60, oranges=30, pineapples=10)"""
    weight_list = []
    for key in weighted_dict.keys():
        weight_list += [key] * weighted_dict[key]
    return random.choice(weight_list)

其他回答

我可能已经来不及提供任何有用的东西了,但这里有一个简单,简短,非常有效的片段:

def choose_index(probabilies):
    cmf = probabilies[0]
    choice = random.random()
    for k in xrange(len(probabilies)):
        if choice <= cmf:
            return k
        else:
            cmf += probabilies[k+1]

不需要排序你的概率或用你的cmf创建一个向量,它一旦找到它的选择就会终止。内存:O(1),时间:O(N),平均运行时间~ N/2。

如果你有权重,只需添加一行:

def choose_index(weights):
    probabilities = weights / sum(weights)
    cmf = probabilies[0]
    choice = random.random()
    for k in xrange(len(probabilies)):
        if choice <= cmf:
            return k
        else:
            cmf += probabilies[k+1]

下面是使用numpy的另一个版本的weighted_choice。传入weights向量,它将返回一个由0组成的数组,其中包含一个1,表示所选择的bin。该代码默认只进行一次绘制,但您可以传入绘制的数量,并且将返回每个绘制的bin的计数。

如果权重向量的和不等于1,它将被规范化,使之等于1。

import numpy as np

def weighted_choice(weights, n=1):
    if np.sum(weights)!=1:
        weights = weights/np.sum(weights)

    draws = np.random.random_sample(size=n)

    weights = np.cumsum(weights)
    weights = np.insert(weights,0,0.0)

    counts = np.histogram(draws, bins=weights)
    return(counts[0])

从版本1.7.0开始,NumPy有一个支持概率分布的选择函数。

from numpy.random import choice
draw = choice(list_of_candidates, number_of_items_to_pick,
              p=probability_distribution)

注意,probability_distribution是一个与list_of_candidate顺序相同的序列。您还可以使用关键字replace=False来更改行为,这样绘制的项就不会被替换。

一种方法是随机化所有权重的总和,然后使用这些值作为每个变量的极限点。以下是作为生成器的粗略实现。

def rand_weighted(weights):
    """
    Generator which uses the weights to generate a
    weighted random values
    """
    sum_weights = sum(weights.values())
    cum_weights = {}
    current_weight = 0
    for key, value in sorted(weights.iteritems()):
        current_weight += value
        cum_weights[key] = current_weight
    while True:
        sel = int(random.uniform(0, 1) * sum_weights)
        for key, value in sorted(cum_weights.iteritems()):
            if sel < value:
                break
        yield key

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。