Функції choice(), sample() і choices() у модулі random стандартної бібліотеки Python можна використовувати для випадкового вибору та отримання елементів зі списку, кортежу, рядка або іншого об’єкта послідовності (випадкова вибірка).
choice() отримує один елемент, sample() і choices() отримує список кількох елементів. sample() – це вилучення, яке не можна відновити, без дублікатів, choices() – витягування, яке можна відновити, з дублікатами.
Тут наведено наступну інформацію.
- Виберіть один елемент навмання.:
random.choice() - Вибір кількох елементів випадковим чином (без дублікатів):
random.sample() - Вибір кількох елементів випадковим чином (з дублікатами):
random.choices() - Виправте початкове число випадкових чисел
Виберіть один елемент навмання.:random.choice()
За допомогою функції select() випадкового модуля один елемент випадковим чином вибирається зі списку і може бути отриманий.
import random
l = [0, 1, 2, 3, 4]
print(random.choice(l))
# 1
Те ж саме стосується кортежів і рядків. У разі рядків вибирається один символ.
print(random.choice(('xxx', 'yyy', 'zzz')))
# yyy
print(random.choice('abcde'))
# b
Помилка, якщо в якості аргументу вказано порожній список, кортеж або рядок.
# print(random.choice([]))
# IndexError: Cannot choose from an empty sequence
Вибір кількох елементів випадковим чином (без дублікатів):random.sample()
За допомогою функції sample() модуля random ви можете отримати кілька елементів у випадковому порядку зі списку. Відсутнє дублювання елементів (вилучення, що не підлягає відновленню).
Перший аргумент – це список, а другий аргумент – кількість елементів, які потрібно отримати. Список повертається.
import random
l = [0, 1, 2, 3, 4]
print(random.sample(l, 3))
# [2, 4, 0]
print(type(random.sample(l, 3)))
# <class 'list'>
Якщо для другого аргументу встановлено значення 1, повертається також список з одним елементом; якщо встановлено значення 0, список порожній. Якщо другий аргумент дорівнює 1, повертається список з одним елементом; якщо він дорівнює 0, повертається порожній список; якщо перший аргумент більше, ніж кількість елементів у списку, виникає помилка.
print(random.sample(l, 1))
# [3]
print(random.sample(l, 0))
# []
# print(random.sample(l, 10))
# ValueError: Sample larger than population or is negative
Якщо першим аргументом є кортеж або рядок, повертається список.
print(random.sample(('xxx', 'yyy', 'zzz'), 2))
# ['xxx', 'yyy']
print(random.sample('abcde', 2))
# ['b', 'e']
Якщо ви хочете повернутися до кортежу або рядка, використовуйте tuple(),join().
print(tuple(random.sample(('xxx', 'yyy', 'zzz'), 2)))
# ('xxx', 'yyy')
print(''.join(random.sample('abcde', 2)))
# dc
Зауважте, що значення не оцінюється, тому якщо вихідний список або кортеж містить елементи з однаковим значенням, є ймовірність, що буде вибрано те саме значення.
l_dup = [0, 0, 0, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3]
print(random.sample(l_dup, 3))
# [3, 1, 1]
Якщо ви хочете уникнути дублювання значень, ви можете використовувати set(), щоб перетворити його на набір (тип набору) і витягти лише унікальні елементи, а потім використати sample().
print(set(l_dup))
# {0, 1, 2, 3}
print(random.sample(set(l_dup), 3))
# [1, 3, 2]
Вибір кількох елементів випадковим чином (з дублікатами):random.choices()
Функція choices() модуля random дозволяє випадково отримувати кілька елементів зі списку, і на відміну від sample(), вона дозволяє вибирати повторювані елементи.
choices() — функція, додана в Python 3.6. Він недоступний у попередніх версіях.
Аргумент k визначає кількість елементів, які потрібно отримати. Допускається дублювання, тому кількість елементів, які потрібно отримати, може бути більшою за кількість елементів у вихідному списку.
Оскільки k є аргументом лише ключового слова, необхідно вказати ключове слово, наприклад k=3.
import random
l = [0, 1, 2, 3, 4]
print(random.choices(l, k=3))
# [2, 1, 0]
print(random.choices(l, k=10))
# [3, 4, 1, 4, 4, 2, 0, 4, 2, 0]
За замовчуванням значення k дорівнює 1; якщо його пропущено, повертається список з 1 елементом.
print(random.choices(l))
# [1]
Вагові коефіцієнти аргументів можна використовувати для визначення ваги (ймовірності), що кожен елемент буде вибрано, а тип елементів у списку може бути int або float.
print(random.choices(l, k=3, weights=[1, 1, 1, 10, 1]))
# [0, 2, 3]
print(random.choices(l, k=3, weights=[1, 1, 0, 0, 0]))
# [0, 1, 1]
Аргумент cum_weights також можна вказати як кумулятивну вагу. cum_weights у наступному прикладі коду еквівалентні першим ваговим значенням вище.
print(random.choices(l, k=3, cum_weights=[1, 2, 3, 13, 14]))
# [3, 2, 3]
За замовчуванням для обох аргументів weights і cum_weights є None, що означає, що кожен елемент вибирається з однаковою ймовірністю.
Якщо довжина (кількість елементів) аргументів ваг або cum_weights відрізняється від вихідного списку, виникає помилка.
# print(random.choices(l, k=3, weights=[1, 1, 1, 10, 1, 1, 1]))
# ValueError: The number of weights does not match the population_
Також є помилкою вказувати ваги та cum_weights одночасно.
# print(random.choices(l, k=3, weights=[1, 1, 1, 10, 1], cum_weights=[1, 2, 3, 13, 14]))
# TypeError: Cannot specify both weights and cumulative weights
Поки що ми вказали список як перший аргумент як приклад у прикладі коду, але те саме стосується кортежів і рядків.
Виправте початкове число випадкових чисел
Надаючи довільне ціле число до функції seed() випадкового модуля, початкове число випадкових чисел можна зафіксувати, а генератор випадкових чисел можна ініціалізувати.
Після ініціалізації з тим самим початковим елементом елементи завжди вибираються однаково.
random.seed(0)
print(random.choice(l))
# 3
random.seed(0)
print(random.choice(l))
# 3
