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【Python3】random.choices 权重随机选取 详解

random.choices是Python 3中random模块中的一个函数,用于从指定的序列中以指定的权重随机选择元素。下面我将对该函数进行详细介绍,并提供一些示例代码和注意事项。

函数签名:

random.choices(population, weights=None, *, cum_weights=None, k=1)

参数说明:

  • population:指定要从中进行随机选择的序列,可以是列表、元组、字符串或其他可迭代对象。
  • weights(可选):指定每个元素的权重列表,列表中的每个值必须是非负数。如果未提供此参数,则每个元素的权重被假定为相等,即等概率选择。
  • cum_weights(可选):类似于weights,但是是累积权重列表,即每个元素的权重是从序列开头到该元素位置的累积和。如果提供了cum_weights,则weights参数会被忽略。
  • k:指定要选择的元素数量,即随机选择的样本数。默认值为1,即选择一个元素。

返回值:

  • 返回一个列表,包含随机选择的元素。

注意事项:

  • 如果population为空,则会引发IndexError异常。
  • 如果weightscum_weights同时提供,则会引发ValueError异常。
  • 如果weightscum_weights中包含负数,则会引发ValueError异常。
  • 如果提供了cum_weights,则其长度必须与population的长度相同。

示例代码:

import random# 例子1:等概率选择
population = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E']
choices = random.choices(population, k=3)
print("例子1结果:", choices)# 例子2:使用权重进行选择
weights = [1, 2, 3, 4, 5]  # 元素C的权重最高
choices_weighted = random.choices(population, weights=weights, k=3)
print("例子2结果:", choices_weighted)# 例子3:使用累积权重进行选择
cum_weights = [1, 3, 6, 10, 15]  # 累积权重,相当于[1, 1+2, 1+2+3, 1+2+3+4, 1+2+3+4+5]
choices_cum_weighted = random.choices(population, cum_weights=cum_weights, k=3)
print("例子3结果:", choices_cum_weighted)

结果解释:

  • 例子1中,由于未提供权重,因此每个元素被选择的概率相等。
  • 例子2中,元素E的权重最高,因此被选中的概率最大。
  • 例子3中,通过累积权重,元素D的累积权重最高,因此被选中的概率最大。

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