在随机列表生成中强制执行“没有 2 个相同的连续元素”

Question

我有一组 4 个字符串，并且想要生成一个包含 16 个元素的列表，但是通过执行规则（或获得与执行此类规则相同的结果）永远不会在结果中的两个连续位置重复相同的元素列表。

几乎是 Python 的新手，我去检查了随机库中的不同方法，发现了许多不同且有用的方法来做类似的事情（random.shuffle 几乎可以解决问题），但没有一个解决这个问题我的特殊需要。

我应该使用什么数据格式和方法？

Answer 1

伪代码算法：

1. For i in n（n 是您想要的元素数量）
2. 生成下一个元素
3. 如果和前一个元素相同，重复2

使用random.choice 从元素列表中随机选择一个元素。

这是一个概念验证 Python 代码：

import random
sources = ['a', 'b', 'c', 'd']      # you said 4 strings
result = [random.choice(sources)]

while len(result) < 16:             # you said you need 16 elements    
    elem = random.choice(sources)
    if elem != result[-1]:
        result.append(elem)

此代码已针对清晰性而非简洁性、智能性或速度进行了优化。

Answer 2

如需更通用的解决方案，您可以求助于Python generators。

给定任意可迭代的输入（例如：您的四个输入字符串），以下生成器将从该列表中生成无限可迭代的选择，没有两个并排的元素相同：

import random
def noncontiguous(inputs):
  last = random.choice(inputs)
  yield last
  while True:
    next = random.choice(inputs)
    if next != last:
      last = next
      yield next

然后您可以使用列表推导式或基本的 for 循环来获取此无限序列的 16 个元素子集：

>>> gen = noncontiguous(['a', 'b', 'c', 'd'])
>>> [gen.next() for i in range(16)]
['c', 'b', 'c', 'b', 'a', 'c', 'b', 'c', 'd', 'a', 'd', 'c', 'a', 'd', 'b', 'c']

更有趣的是，你可以继续使用同一个生成器对象来创建更多不连续的元素

>>> for i in range(8):
...   gen.next()
...
'b'
'c'
'd'
'c'
'b'
'd'
'a'
'c'

Answer 3

Zart 的代码修改为 (a) 工作和 (b) 预先计算集合减法：

import random

def setsub():
    # 4 strings
    sources = ['a', 'b', 'c', 'd']

    # convert them to set
    input = set(sources)
    subs = {}
    for word in sources:
        subs[word] = list(input - set([word]))

    # choose first element
    output = [random.choice(sources)]

    # append random choices excluding previous element till required length
    while len(output) < 16:
        output.append(random.choice(subs[output[-1]]))
    return output

Answer 4

对itertools的相当严重的滥用：

import itertools
import random

print list(itertools.islice((x[0] for x in
  itertools.groupby(random.randint(1, 10) for y in itertools.count())), 16))

它使用islice() 获取基于count() 的无限生成器的前16 个元素，使用groupby() 折叠相等的相邻元素。

Answer 5

这是 Eli 的修订版本，没有暴力破解元素，希望不会缺乏清晰度：

import random

# 4 strings
sources = ['a', 'b', 'c', 'd']

# convert them to set
input = set(sources)

# choose first element
output = [random.choice(input)]

# append random choices excluding previous element till required length
while len(output) < 16:
    output.append(random.choice(input - set(output[-1:])))