从Python 3.6开始，Python的标准库中就有了一个解决方案，即random.choices。

示例用法:让我们建立一个与OP问题中匹配的总体和权重:

>>> from random import choices
>>> population = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> weights = [0.1, 0.05, 0.05, 0.2, 0.4, 0.2]

现在choices(population, weights)生成一个样本，包含在一个长度为1的列表中:

>>> choices(population, weights)
[4]

可选的仅关键字参数k允许一次请求多个示例。这很有价值，因为有些准备工作是随机的。在生成样本之前，每次调用choice函数都要做的事情;通过一次生成多个样本，我们只需要做一次准备工作。这里我们生成一百万个样本，并使用集合。计数器来检查我们得到的分布是否与我们给出的权重大致匹配。

>>> million_samples = choices(population, weights, k=10**6)
>>> from collections import Counter
>>> Counter(million_samples)
Counter({5: 399616, 6: 200387, 4: 200117, 1: 99636, 3: 50219, 2: 50025})

(好吧，我知道你想要薄膜包装，但也许这些自制的解决方案对你来说不够简洁。: -)

pdf = [(1, 0.1), (2, 0.05), (3, 0.05), (4, 0.2), (5, 0.4), (6, 0.2)]
cdf = [(i, sum(p for j,p in pdf if j < i)) for i,_ in pdf]
R = max(i for r in [random.random()] for i,c in cdf if c <= r)

我伪确认，这是通过目测这个表达式的输出:

sorted(max(i for r in [random.random()] for i,c in cdf if c <= r)
       for _ in range(1000))

你可能想看看NumPy随机抽样分布

scipy.stats。Rv_discrete可能是您想要的。您可以通过values参数提供您的概率。然后，您可以使用分布对象的rvs()方法来生成随机数。

正如Eugene Pakhomov在评论中指出的那样，你也可以将p关键字参数传递给numpy.random.choice()，例如:

numpy.random.choice(numpy.arange(1, 7), p=[0.1, 0.05, 0.05, 0.2, 0.4, 0.2])

如果你使用的是Python 3.6或更高版本，你可以使用标准库中的random.choices() -请参阅Mark Dickinson的回答。

另一个答案，可能更快:)

distribution = [(1, 0.2), (2, 0.3), (3, 0.5)]  
# init distribution  
dlist = []  
sumchance = 0  
for value, chance in distribution:  
    sumchance += chance  
    dlist.append((value, sumchance))  
assert sumchance == 1.0 # not good assert because of float equality  

# get random value  
r = random.random()  
# for small distributions use lineair search  
if len(distribution) < 64: # don't know exact speed limit  
    for value, sumchance in dlist:  
        if r < sumchance:  
            return value  
else:  
    # else (not implemented) binary search algorithm  

使用CDF生成列表的一个优点是可以使用二分搜索。当你需要O(n)个时间和空间进行预处理时，你可以得到O(k log n)个数字。由于普通的Python列表效率很低，你可以使用数组模块。

如果你坚持空间不变，你可以做到以下几点;O(n)时间，O(1)空间。

def random_distr(l):
    r = random.uniform(0, 1)
    s = 0
    for item, prob in l:
        s += prob
        if s >= r:
            return item
    return item  # Might occur because of floating point inaccuracies