如何在 Python 中生成唯一的随机数作为数组？答案

【问题标题】：how do I produce unique random numbers as an array in Python?如何在 Python 中生成唯一的随机数作为数组？
【发布时间】：2019-11-20 00:12:21
【问题描述】：

我有一个大小为 (4,4) 的数组，它的值可以是 0 和 1，所以我可以有 65536 个不同的数组。我需要生成所有这些数组而不重复。我使用wt_random=np.random.randint(2, size=(65536,4,4))，但我担心它们不是唯一的。你能告诉我这段代码是否正确，我应该怎么做才能产生所有可能的数组？谢谢。

【问题讨论】：

如果您需要唯一值，我建议您创建数据结构并用递增的整数填充它。此后，开始随机洗牌。
这是什么意思？我需要在 python 中生成只有 0 或 1 的 4x4 数组。增加整数是什么意思？我必须用 0 或 1 而不是其他数字填充它。我想知道有什么办法可以产生这些65536个唯一的数组吗？
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标签： python arrays numpy random

【解决方案1】：

你可以使用numpy.meshgrid

output = np.array(np.meshgrid(*[[0,1] for _ in range(16)])).T.reshape(-1, 4,4)

因为您需要获取所有可能的值（可能值的数量 = 2 ^16 = 65536）

【讨论】：

您的建议也是正确的。谢谢。
有什么方法可以同时选择两个提议的代码作为答案吗？
有什么办法可以洗牌这个最终的数组吗？例如，第一个 4x4 数组全为 0，最后一个全为 1。有什么办法可以重新排序吗？
不，别担心@david，我很高兴能帮上忙。你可以做np.random.shuffle(output)

【解决方案2】：

您可以使用itertools.product 和repeat=16 生成所有模式，然后将它们重新整形为(4,4)。

试试这个：

import numpy as np
from itertools import product

wt_random = np.array([np.array(p).reshape((4, 4)) for p in product((0, 1), repeat=16)])
np.random.shuffle(wt_random)

print(wt_random.shape)
print(wt_random[1234])

输出：（显示形状正确，以及示例元素）

(65536, 4, 4)
[[0 0 0 0]
 [0 1 0 0]
 [1 1 0 1]
 [0 0 1 0]]

【讨论】：

有什么办法可以洗牌这个最终的数组吗？
@david 当然，我编辑了我的答案docs.scipy.org/doc/numpy/reference/generated/…

【解决方案3】：

您可以遍历从 1 到 65535 的 n，然后将二进制等价物映射到您的数组，这将是最简单且 100% 真正唯一且包括所有可能性的数组。

例如 m1->0 : [ [0,0,0,0], [0,0,0,0], [0,0,0,0], [0,0,0,0] ] 对于 m2->1 : [ [0,0,0,0], [0,0,0,0], [0,0,0,0], [0,0,0,1] ]

     ----------------------------------------------------
     -----------------------------------------------   upto n

对于 m65536->65535 : [ [1,1,1,1], [1,1,1,1], [1,1,1,1], [1,1,1,1] ]

【讨论】：

这很耗时:(有没有办法使用python中的内置函数来生成所有这些？
我建议你使用 bin() 方法为每次迭代转换为二进制，然后可以用于构建数组。此外，如果不需要一次生成所有数组，您可以编写一个返回特定索引数组的函数。 0-65535之间

【解决方案4】：

如果您需要以随机顺序排列所有可能的数组，请考虑以任意确定的顺序枚举它们，然后将它们打乱以使顺序随机化。如果您不希望所有数组都在内存中，您可以编写一个函数以在确定性列表中的给定位置生成数组，然后打乱这些位置。请注意，Fisher-Yates 甚至可能不需要列表的密集表示来洗牌......如果你跟踪已经洗牌的条目最终的位置，你应该有足够的。

【讨论】：