如何生成具有多个范围的随机整数？

Question

我在从不同的 (a,b) 集合生成 X 数量的随机整数时遇到了困惑。例如，我想生成来自 (1,5)、(9,15) 和 (21,27) 的 5 个随机整数。我的代码生成 5 个随机整数，但仅在 21 到 27 之间，而不是来自其他两个。理想情况下，我希望看到类似 1,4,13,22,25 而不是 21,21,25,24,27 的东西。

我的代码：

from random import randint
n = 0
while n < 5:
    n += 1
    for i in (randint(1,5),randint(9,15),randint(21,27)):
        x = i
    print i

Answer 1

不理想，但它有效。

首先它从所有范围内获取随机数，然后（随机）选择一个值。

from random import randint, choice

for _ in range(5):
    print(choice([randint(1,5),randint(9,15),randint(21,27)]))

正如 Blender 所说 - 更清洁的版本 - 首先它（随机）选择一个范围，然后从这个范围中获取随机值。

from random import randint, choice

for _ in range(5):
    r = choice([(1,5),(9,15),(21,27)])
    print(randint(*r))

Answer 2

这是一个有趣的问题；当您意识到要实现真正的随机性，选择特定范围的概率必须通过该范围的长度来衡量时，就会变得有趣。

等长范围：

如果三个范围的长度相等，比如 range(0, 10)、range(20, 30) 和 range(40, 50)；然后，要选择一个随机数，我们可以执行以下操作：

1. 随机选择一个范围。
2. 从该范围内选择一个随机数。

长度不等的范围：

现在，考虑三个大小不等的范围，例如 range(0, 2)、range(4, 6) 和 range(10, 100)；

第三个范围比前两个大得多。如果我们在处理同样长的范围时采用相同的策略，我们将偏向于从前两个范围中选择数字。

为了从三个不等长的范围中选择真正的随机数，有两种策略。

策略 1：使用概率

选择一个范围的概率应该使得选择一个数字的概率保持不变。我们可以通过权衡更短距离的概率来实现这一点。

但是，不是计算概率权重；有一个更好的解决方案。请参阅策略 2。

策略 2：合并范围

我们可以简单地将三个范围合并为一个范围。然后，从合并范围中随机选择一个数字。很简单：

import random;
def randomPicker(howMany, *ranges):
    mergedRange = reduce(lambda a, b: a + b, ranges);
    ans = [];
    for i in range(howMany):
        ans.append(random.choice(mergedRange));
    return ans;

让我们看看它的实际效果：

>>> randomPicker(5, range(0, 10), range(15, 20), range(40, 60));
[47, 50, 4, 50, 16]
>>> randomPicker(5, range(0, 10), range(70, 90), range(40, 60));
[0, 9, 55, 46, 44]
>>> randomPicker(5, range(0, 10), range(40, 60));
[50, 43, 7, 42, 4]
>>> 

randomPicker 的另一个好处是它可以处理任意数量的范围。

Answer 3

import itertools, random
nums = list(itertools.chain(
            range(1,5),
            range(9,15),
            range(21,27)))
random.choices(nums, k=5)

Answer 4

for i in (randint(1,5),randint(9,15),randint(21,27)):
    print i

这个 foo 循环将生成 3 个随机数，一个来自提供的第一个范围，另一个用于第二个范围，最后一个用于最后一个范围，并在输出中打印每个数字。 你的 print 不在 foo 循环中，只打印给定的最后一个范围内的最后一个随机数。

Answer 5

对于不重复的数字：

from random import randint, choice

randoms = []
counter = 0    
while True:
   new_random = (choice([randint(1,5),randint(9,15),randint(21,27)]))
   if new_random not in randoms:
      randoms.append(new_random)
      counter += 1
   if counter == 5 :
      break
print randoms

Answer 6

这里有一些有趣的答案，虽然我认为这个问题可以用更少的代码来解决，即使它的可读性有点差。

这里的基本思想是您有固定数量的选择，因此您基本上可以有一个范围来完成这项工作，然后将结果绘制到您想要的范围内。或者，如果您想以另一种方式考虑它，请创建一个归结为同一件事的函数 f(x) -> y。

from random import randint

for i in xrange(5):
    n = randint(1,19)
    if n > 12:
        print(n + 8)
    elif n > 5:
        print(n + 3)
    else:
        print(n)

或者，用一个函数：

from random import randint

def plot_to_ranges(n):
    if n > 12:
        return n + 8
    elif n > 5:
        return n + 3
    else:
        return n

for i in xrange(5):
    n = randint(1,19)
    print(plot_to_ranges(n))

如果您使用的是 Python 3.x，则应将 xrange 更改为 range。

Answer 7

Sumukh Barve 回答的补充：

策略 3：选择范围的成员而不连接范围

这种方法对指定范围的长度求和。然后它会在该范围内生成一个随机整数。然后它根据它相对于范围的位置添加到该整数。

示例： 如果范围是 (1,3) 和 (5,9)，其中范围包括在内。将所有范围的长度相加得出 3+4=7。然后我们创建一个介于 1 和 7（或 0 和 6）之间的随机整数。假设我们得到 2，我们从第一个范围中选择第二个项目。如果我们得到 5，我们从 2nd range 中选择 2nd item。

def randint_within_ranges(ranges):
    """ranges is a list of tuples, where each tuple is a range. E.g. [(0, 2), (4, 6), (10, 100)]. 
    Ranges must be non-overlapping. 
    Ranges are inclusive (e.g. can return 4 or 6).
    Returns a random int anywhere in any of those ranges. 
    (In this example, high probability will be from (10,100) range.)
    """
    #in case ranges aren't ordered, sort them now. Lowest first, e.g. [(0, 2), (4, 6), (10, 100)]
    ranges = sorted(ranges, key=min)
    #print('ranges',ranges)
    total_range_size = sum([abs(range_[1]-range_[0])+1 for range_ in ranges])
    #print('total_range_size',total_range_size)
    lowest_range_start = min([min(range_) for range_ in ranges])
    #print('lowest_range_start',lowest_range_start)
    randint = random.randint(0, total_range_size-1) 
    #print('randint',randint)
    randint += lowest_range_start
    #print('randint',randint)

    #add the gaps
    for i in range(len(ranges)-1):
        if randint > max(ranges[i]):
            randint += (min(ranges[i+1])-max(ranges[i])-1)#gaps[i]
        
    return randint

print(  randint_within_ranges([ (4, 6), (-300, -290), (285,289), (10, 15), (48,53), (85,91)])  )

您可以使用以下方法测试这只返回范围内的数字。范围包括两个边界。

randints = set()
for i in range(1000): 
    randints.add(randint_within_ranges([ (4, 6), (-300, -290), (285,289), (10, 15), (48,53), (85,91)]))
print(len(randints), sorted(list(randints)))