Pythonic 稀疏随机填充数组的方法？答案

【问题标题】：Pythonic way to sparsely randomly populate array?Pythonic 稀疏随机填充数组的方法？
【发布时间】：2013-11-10 08:29:48
【问题描述】：

问题：用 10 个 1、20 个 2、30 个 3 随机填充一个 10 x 10 的零数组。

我实际上不必使用数组，我只需要值所在位置的坐标。就数组而言，它更容易理解。

我为此编写了几个解决方案，但它们似乎都不是直截了当且非 Python 的。我希望有人能给我一些见解。我的方法一直使用 0--99 的线性数组，随机选择 (np.random.choice) 10 个值，从数组中删除它们，然后选择 20 个随机值。之后，我将线性位置转换为 (y,x) 坐标。

import numpy as np

dim = 10
grid = np.arange(dim**2)

n1 = 10
n2 = 20
n3 = 30

def populate(grid, n, dim):
    pos = np.random.choice(grid, size=n, replace=False)
    yx = np.zeros((n,2))
    for i in xrange(n):
        delPos = np.where(grid==pos[i])
        grid = np.delete(grid, delPos)
        yx[i,:] = [np.floor(pos[i]/dim), pos[i]%dim]
    return(yx, grid)

pos1, grid = populate(grid, n1, dim)
pos2, grid = populate(grid, n2, dim)
pos3, grid = populate(grid, n3, dim)

额外假设当我填充 1 时，我希望它们都在“数组”的一半上。我可以使用我的方法（从 grid[dim**2/2:] 采样）来做到这一点，但我还没有弄清楚如何对其他建议做同样的事情。

【问题讨论】：

标签： python arrays random

【解决方案1】：

不确定这是否不再是“pythonic”，但这是我使用 Simeon 的部分答案想出的。

import random

dim = 10
n1 = 10
n2 = 20
n3 = 30

coords = [[i,j] for i in xrange(dim) for j in xrange(dim)]

def setCoords(coords, n):
    pos = []
    for i in xrange(n):
        random.shuffle(coords)
        pos.append(coords.pop())
    return(coords, pos)

coordsTmp, pos1 = setCoords(coords[dim**2/2:], n1)
coords = coords[:dim**2/2] + coordsTmp
coords, pos2 = setCoords(coords, n2)
coords, pos3 = setCoords(coords, n3)

【讨论】：

【解决方案2】：

要生成数组，可以使用numpy.random.choice。

np.random.choice([0, 1, 2, 3], size=(10,10), p=[.4, .1, .2, .3])

然后就可以转换成坐标了。请注意，numpy.random.choice 使用概率p 生成随机样本，因此不能保证您得到p 中的准确比例。

额外

如果您想将所有1s 放在数组的特定一侧，您可以生成两个随机数组，然后生成hstack 它们。诀窍是稍微修改每一边每个数字的概率。

In [1]: import numpy as np
In [2]: rem = .1/3 # amount to de- / increase the probability for non-1s
In [3]: A = np.random.choice([0, 1, 2, 3], size=(5, 10),
                              p=[.4-rem, .2, .2-rem, .3-rem])
In [4]: B = np.random.choice([0, 2, 3], size=(5, 10), p=[.4+rem, .2+rem, .3+rem])
In [5]: M = np.hstack( (A, B) )
In [6]: M
Out[1]: 
array([[1, 1, 3, 0, 3, 0, 0, 1, 1, 0, 2, 2, 0, 2, 0, 2, 3, 3, 2, 0],
       [0, 3, 3, 3, 3, 0, 1, 3, 1, 3, 0, 2, 3, 0, 0, 0, 3, 3, 2, 3],
       [1, 0, 0, 0, 1, 0, 3, 1, 2, 2, 0, 3, 0, 3, 3, 0, 0, 3, 0, 0],
       [3, 2, 3, 0, 3, 0, 1, 2, 3, 2, 0, 0, 0, 0, 3, 2, 0, 0, 0, 3],
       [3, 3, 0, 3, 3, 3, 1, 3, 0, 3, 0, 2, 0, 2, 0, 0, 0, 3, 3, 3]])

这里，因为我将 all 1s 放在左侧，所以我将 1 的概率加倍，并平均降低每个数字的概率。创建另一边时也适用相同的逻辑。

【讨论】：

哇，尽管我之前使用过 p 参数，但我从未想过在这个应用程序中使用它。您的解决方案简单而雄辩，谢谢！
我认为 p[0] 应该是 0.4
@mititan8：我在我的问题中添加了一个额外的内容，我正在尝试弄清楚如何修改您的答案，以便它在这种情况下工作。你有什么建议吗？
实际上，这种方法不会给你确切的 10 个 1、20 个 2、30 个 3 - 它只会保持这些概率的平均值。要检查，请计算您获得的数组中的出现次数。如果您需要确切的数字，您应该使用 Simeon 的方法
@ngimel：好点，我已经更新了我的答案，让这一点显而易见。

【解决方案3】：

您可以创建所有坐标的列表，shuffle 该列表并取其中的前 60 个 (10 + 20 + 30)：

>>> import random
>>> coordinates = [(i, j) for i in xrange(10) for j in xrange(10)]
>>> random.shuffle(coordinates)
>>> coordinates[:60]
[(9, 5), (6, 9), (1, 5), ..., (0, 2), (5, 9), (2, 6)]

然后您可以使用前 10 个插入 10 个值，接下来的 20 个插入 20 个值，其余的插入 30 个值。

【讨论】：