如何使用 NumPy 从列表中以不同的概率选择元素?
使用 numpy 库有多种方法可以从列表中以不同的概率选择元素。
在 python 中，NumPy 库提供了一个名为 random 的模块，该模块具有多个函数，例如 choice()、multinomial() 等，用于从具有不同概率的数组中选择元素。列表中定义的所有概率值的总和应等于 1。让我们逐一看看每种方法。
使用 random.choice() 函数
random 模块提供了函数 choice()，用于从给定的 1-d 数组中计算具有指定概率分布的随机样本。以下是使用 choice() 函数的语法。
numpy.random.choice(list,size = (rows,columns),p = probability_values)
其中，
numpy 是库。
random 是 numpy 中的模块。
choice 是获取具有定义概率的元素的函数
size 是具有定义行数和列数的数组大小。
list 是元素列表。
p是概率
示例
在下面的例子中，我们将不同的概率值和一个列表作为参数传递给 choice() 函数，并获取具有指定概率的元素。
import numpy as np
list = [10,12,4,5,98]
probabilities = [0.1, 0.2, 0.3, 0.2, 0.2]
arr = np.random.choice(list, size=8, p=probabilities)
print("使用定义的元素概率创建的数组:", arr)
输出
使用定义的元素概率创建的数组:[10 4 5 10 98 12 4 12]
示例
以下是另一个示例，它使用choice() ，numpy 库的函数。
import numpy as np
lst = [1,0,12,4,5,98,34]
probabilities = [0.1, 0.1, 0.2, 0.2, 0.2,0.1,0.1]
arr = np.random.choice(lst, size=8, p=probabilities)
print("使用定义的元素概率创建的数组:",arr)
输出
使用定义的元素概率创建的数组:[[ 0] [ 5] [ 5] [ 4] [12] [ 4] [34]]
使用 random.multinomial() 函数
random 模块中可用的另一个函数是 multinomial() 函数，该函数根据定义的试验次数和概率生成多项分布中的元素。
语法
以下是 multinomial() 函数的语法。numpy.random.multinomial(n, pvals, size=None)
其中，
numpy 是库。
random 是 numpy 中的模块。
multinomial 是获取具有定义的多项分布元素的函数概率。
size 是具有定义行数和列数的数组大小。
n 是试验次数。
pvals 是概率。
示例
在下面的示例中，我们使用 multinomial() 函数创建一个 1-d 数组，方法是传递试验次数、概率列表和数组大小作为输入参数。然后，将使用定义的多项分布元素概率创建数组。
import numpy as np
probabilities = [0.1, 0.2, 0.3, 0.2, 0.2]
arr = np.random.multinomial(5, probabilities)
print("使用定义的元素概率创建的数组:",arr)
输出
使用定义的元素概率创建的数组:[0 1 1 3 0]
示例
以下是另一个示例，它根据定义的概率创建具有多项分布元素的二维数组。
import numpy as np
probabilities = [0.1, 0.2, 0.3, 0.2, 0.2]
arr = np.random.multinomial(5, probabilities,size = (2))
print("使用定义的元素概率创建的数组:",arr)
输出
使用定义的元素概率创建的数组:[[1 0 2 2 0] [0 1 1 2 1]]
使用 random.default_rng().choice() 函数
此函数用于生成具有随机选择元素的数组，其中包含定义的概率列表。该函数仅在 Numpy 1.17 或更高版本中可用。
示例
以下是使用此函数生成一维数组的示例。
import numpy as np
rng = np.random.default_rng()
elements = [1, 2, 3, 4,10,3,4]
arr = rng.choice(elements, p=[0.1, 0.1, 0.2, 0.3,0.1,0.1,0.1],size = 10)
print("使用定义的元素概率创建的数组:",arr)
输出
以下是用于创建一维数组的 random.default_rng().choice() 的输出
使用定义的元素概率创建的数组:[3 3 4 4 1 4 4 3 4 4]
示例
让我们看另一个使用 random 模块的 random.default_rng().choice() 函数使用定义的概率创建二维数组的示例。
import numpy as np
rng = np.random.default_rng()
elements = [23,43,42,5,78,90]
arr = rng.choice(elements, p=[0.1, 0.2, 0.2, 0.3,0.1,0.1],size = (5,5))
print("使用定义的元素概率创建的数组元素:",arr)
输出
使用定义的元素概率创建的数组:[[ 5 78 78 90 43] [ 5 78 5 43 78] [42 5 42 5 90] [ 5 43 5 43 23] [78 42 5 5 78]]
