根据搜索条件从 Python 数组中返回随机元素答案

【问题标题】：Returning random element from a Python array based on search criteria根据搜索条件从 Python 数组中返回随机元素
【发布时间】：2011-05-13 23:25:21
【问题描述】：

抱歉，如果这很简单，但我一直在寻找一段时间，找不到简单、有效的解决方案。

我有一个仅由 1 和 0 组成的二维 Python 列表。

例如：

a=[[0,1,0],[0,1,1],[1,0,1]]

我希望随机返回 = 1 的随机元素的索引。在这种情况下，我希望返回：

[0,1], [1,1], [1,2], [2,0], or [2,2]

概率相等。

我可以遍历结构中的每个元素并编译一个符合条件的索引列表，然后使用 random.choice(list) 随机选择一个 - 但这似乎很慢，我不禁觉得有一个更整洁的，更 Pythonic 的方式来解决这个问题。我可能会为一个 20x20 的阵列执行此操作，并且需要执行多次，因此我可以尽可能高效地执行此操作。

提前感谢您的任何帮助和建议！

【问题讨论】：

你确定你有一个数组吗？还是列表列表？
“很多次”是指在同一个数组上做多次，还是针对不同的数组？
抱歉，列表列表。我的错。我会更正帖子。
我需要多次对同一个数组执行此操作，但数组中的元素不会是静态的。每隔一段时间，某些元素的值就会翻转。
“数组”是静态的吗（你提到a 20x20 array）？如果是这样，您可以生成一次可能性并继续使用该列表作为随机数的输入。

标签： python arrays search indices

【解决方案1】：

另一个想法是以完全不同的方式存储数据：使用一组索引对来表示为 1 的条目，而不是列表列表。在您的示例中，这将是

s = set((0, 1), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 2))

要随机选择一个索引对，请使用

random.choice(list(s))

要将条目设置为 1，请使用

s.add((i, j))

要将条目设置为 0，请使用

s.remove((i, j))

要翻转条目，请使用

s.symmetric_difference_update([(i, j)])

要检查条目是否为 1，请使用

(i, j) in s

【讨论】：

【解决方案2】：

random.choice 允许我们从列表中随机选择一个元素，因此我们只需要使用列表推导式创建一个元素为 1 的索引列表，然后随机选择一个。

我们可以使用以下列表推导：

>>> a = [[0,1,0],[0,1,1],[1,0,1]]
>>> [(x,y) for x in range(len(a)) for y in range(len(a[x])) if a[x][y] == 1]
[(0, 1), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 2)]

这意味着我们可以做到：

>>> import random
>>> random.choice([(x,y) for x in range(len(a)) for y in range(len(a[x])) if a[x][y] == 1])
(1, 1)

如果您要多次执行此操作，则可能值得缓存由推导生成的索引列表，然后从中挑选几次，而不是每次都计算列表推导。

【讨论】：

【解决方案3】：

我会使用NumPy 数组来实现这一点：

from numpy import array
random_index = tuple(random.choice(array(array(a).nonzero()).T))

如果您从一开始就将数据存储在 NumPy 数组中，那么这种方法可能比您对列表执行的任何操作都更快。

如果您想为相同的数据选择多个索引，还有更快的方法。

【讨论】：

【解决方案4】：

当你从 random.choice 得到你的结果时，检查它是否是你想要的，如果它不再是随机的，那么使用正确的元素

def return_random(li):
    item = random.choice(li)
    if item == 1: #insert check here
        return item
    else:
        return_random(li)

编辑：避免与 re 模块混淆，谢谢

【讨论】：

不应使用常用的re 作为变量。这可能会令人困惑。
谢谢，这真的很有帮助，我没有考虑这样做。一个潜在的问题是，有时列表中的 1 可能非常稀疏，在这种情况下，这种方法可能非常低效。但我当然可以试一试，因为在我实际运行代码并查看之前，我不知道这是否是个问题。
担心以后优化。你总是可以优化一个工作程序，但它很难加速，实际上并没有处理

【解决方案5】：

我会使用列表推导生成一个元组列表（位置为 1），然后是 random.choice ：

from random import choice

a = [[0,1,0],[0,1,1],[1,0,1]]
mylist = []

[[mylist.append((i,j)) for j, x in enumerate(v) if x == 1] for i, v in enumerate(a)]
print(choice(mylist))

【讨论】：

这看起来绝对是我正在寻找的完美答案，谢谢！我试图按照这些思路思考一些东西，但我的 Python 还没有完全适应它。
@Scott，欢迎来到 StackOverflow！刚刚注意到你似乎喜欢这个答案。 StackOverflow 的一个很酷的事情是，如果每个人都正确使用它，它就会自我改进：最好的答案会得到“选择”并投票。如果您喜欢这个，它不仅会奖励回答者，而且如果您投票给好的答案并接受您最喜欢的问题答案，也会改善网站。
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