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[英]How to generate effectively a random number that only contains unique digits in Python?
[英]How to generate a random 4 digit number not starting with 0 and having unique digits?
这几乎可以正常工作,但有时数字以 0 开头:
import random
numbers = random.sample(range(10), 4)
print(''.join(map(str, numbers)))
我找到了很多例子,但它们都不能保证序列不会以0
开头。
我们生成 1 - 9 范围内的第一个数字,然后从剩余的数字中取出接下来的 3 个:
import random
# We create a set of digits: {0, 1, .... 9}
digits = set(range(10))
# We generate a random integer, 1 <= first <= 9
first = random.randint(1, 9)
# We remove it from our set, then take a sample of
# 3 distinct elements from the remaining values
last_3 = random.sample(digits - {first}, 3)
print(str(first) + ''.join(map(str, last_3)))
生成的数字是等概率的,我们一步得到一个有效的数字。
循环直到你有你喜欢的东西:
import random
numbers = [0]
while numbers[0] == 0:
numbers = random.sample(range(10), 4)
print(''.join(map(str, numbers)))
这是非常相似的其他答案,但不是sample
或shuffle
,你可以在1000-9999范围内画一个随机整数直到你得到一个只包含独特的数字:
import random
val = 0 # initial value - so the while loop is entered.
while len(set(str(val))) != 4: # check if it's duplicate free
val = random.randint(1000, 9999)
print(val)
正如@Claudio 在评论中指出的那样,范围实际上只需要 1023 - 9876,因为该范围之外的值包含重复的数字。
通常random.randint
将比random.shuffle
或random.choice
因此即使更有可能需要多次绘制(如@karakfa 所指出的),它也比任何shuffle
快 3 倍, choice
方法也需要join
个位数。
我不太了解 Python,但类似
digits=[1,2,3,4,5,6,7,8,9] <- no zero
random.shuffle(digits)
first=digits[0] <- first digit, obviously will not be zero
digits[0]=0 <- used digit can not occur again, zero can
random.shuffle(digits)
lastthree=digits[0:3] <- last three digits, no repeats, can contain zero, thanks @Dubu
一个更有用的迭代,实际上创建一个数字:
digits=[1,2,3,4,5,6,7,8,9] # no zero
random.shuffle(digits)
val=digits[0] # value so far, not zero for sure
digits[0]=0 # used digit can not occur again, zero becomes a valid pick
random.shuffle(digits)
for i in range(0,3):
val=val*10+digits[i] # update value with further digits
print(val)
从其他解决方案中窃取碎片后,再加上@DavidHammen 的提示:
val=random.randint(1,9)
digits=[1,2,3,4,5,6,7,8,9]
digits[val-1]=0
for i in random.sample(digits,3):
val=val*10+i
print(val)
拒绝抽样法。 从 10 位数字创建一个 4 位数字随机组合,如果不符合条件则重新采样。
r4=0
while r4 < 1000:
r4=int(''.join(map(str,random.sample(range(10),4))))
注意到这与@Austin Haskings 的回答基本相同
[已修复] 在一个位置上移动所有四位数字是不正确的。 用固定位置交换前导零也不对。 但是前导零与九个位置中的任何一个随机交换是正确的,并且概率相等:
""" Solution: randomly shuffle all numbers. If 0 is on the 0th position,
randomly swap it with any of nine positions in the list.
Proof
Lets count probability for 0 to be in position 7. It is equal to probability 1/10
after shuffle, plus probability to be randomly swapped in the 7th position if
0 come to be on the 0th position: (1/10 * 1/9). In total: (1/10 + 1/10 * 1/9).
Lets count probability for 3 to be in position 7. It is equal to probability 1/10
after shuffle, minus probability to be randomly swapped in the 0th position (1/9)
if 0 come to be on the 0th position (1/10) and if 3 come to be on the 7th position
when 0 is on the 0th position (1/9). In total: (1/10 - 1/9 * 1/10 * 1/9).
Total probability of all numbers [0-9] in position 7 is:
9 * (1/10 - 1/9 * 1/10 * 1/9) + (1/10 + 1/10 * 1/9) = 1
Continue to prove in the same way that total probability is equal to
1 for all other positions.
End of proof. """
import random
l = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]
random.shuffle(l)
if l[0] == 0:
pos = random.choice(range(1, len(l)))
l[0], l[pos] = l[pos], l[0]
print(''.join(map(str, l[0:4])))
您可以对 3 个数字使用全范围,然后在剩余数字中选择前导数字:
import random
numbers = random.sample(range(0,10), 3)
first_number = random.choice(list(set(range(1,10))-set(numbers)))
print(''.join(map(str, [first_number]+numbers)))
如果需要重复选择(并且如果您对位数保持合理),另一种方法是使用itertools.permutations
预先计算可能的输出列表,过滤掉带有前导零的那些,并构建一个来自它的整数列表:
import itertools,random
l = [int(''.join(map(str,x))) for x in itertools.permutations(range(10),4) if x[0]]
这是一些计算时间,但之后您可以调用:
random.choice(l)
你想要多少次。 它非常快,并提供均匀分布的随机数。
我不知道 Python,所以我将针对这个特定问题发布一个伪代码解决方案:
创建一个包含从 0 开始的数字列表的查找变量:
lu = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
生成四个基于 0 的随机数,如下所示:
r1 = random number between 0 and 8 r2 = random number between 0 and 8 r3 = random number between 0 and 7 r4 = random number between 0 and 6
使用查找变量将随机数一一转换为数字。 每次查找后,通过删除已使用的数字来改变查找变量:
d1 = lu[r1] lu.remove(d1) lu.insert(0) d2 = lu[r2] lu.remove(d2) d3 = lu[r3] lu.remove(d3) d4 = lu[r4] lu.remove(d4)
打印结果:
print concatenate(d1, d2, d3, d4)
可以稍微概括一下这个想法。 例如,您可以创建一个函数,它接受一个列表(数字)和一个数字(所需的结果长度); 该函数将返回数字并通过删除用完的数字来改变列表。 以下是此解决方案的 JavaScript 实现:
function randomCombination(list, length) { var i, rand, result = ""; for (i = 0; i < length; i++) { rand = Math.floor(Math.random() * list.length); result += list[rand]; list.splice(rand, 1); } return result; } function desiredNumber() { var list = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9], result; result = randomCombination(list, 1); list.push(0); result += randomCombination(list, 3); return result; } var i; for (i = 0; i < 10; i++) { console.log(desiredNumber()); }
这是我的方法
while True:
n = random.randrange(1000, 10000)
if len(set(str(n))) == 4: # unique digits
return n
更一般地,给定一个生成器,您可以使用内置filter
和next
来获取满足某个测试函数的第一个元素。
numbers = iter(lambda: random.randrange(1000, 10000), None) # infinite generator
test = lambda n: len(set(str(n))) == 4
return next(filter(test, numbers))
next
结合一种 Pythonic 的编写方式是使用 2 个嵌套生成器和next
:
from random import randint
from itertools import count
print(next(i for i in (randint(1023, 9876) for _ in count()) if len(set(str(i))) == 4))
# 8756
它基本上是@MSeifert 答案的单行变体
如果您需要许多随机数,您可以投入一些时间和内存来预处理所有可接受的数字:
import random
possible_numbers = [i for i in range(1023, 9877) if len(set(str(i))) == 4]
1023
和9877
被用作边界,因为低于 1023 或大于 9876 的整数不能有 4 个唯一的区别数字。
然后,您只需要random.choice
生成非常快的一代:
print(random.choice(possible_numbers))
# 7234
免责声明:这是一种糟糕的反 Python 方法,严格用于基准测试部分(参见 @DavidHammen 周围的评论和http://ideone.com/qyopLF )其想法是一步生成数字的序列号,并且然后修复任何冲突:
rnd=random.randint(0,4535)
(rnd,d1)=divmod(rnd,9)
(rnd,d2)=divmod(rnd,9)
#(rnd,d3)=divmod(rnd,8)
#(rnd,d4)=divmod(rnd,7)
(d4,d3)=divmod(rnd,8) # miracle found: 1 divmod happens to run faster than 2
现在我们有 d1=0..8, d2=0..8, d3=0..7, d4=0..6,可以通过运行 rnd=4535 (4535=9*9* 8*7-1,顺便)
首先,必须修补d1
d1=d1+1 # now d1 = 1..9
然后 d2 必须在必要时“跳过” d1
if d2>=d1
d2=d2+1 # now d2 = 0..9 "-" d1
然后剩下的数字也要做同样的事情,变得很难看:
if d3>=d1:
d3=d3+1 # now d3 = 0..8 "-" d1
if d3>=d2:
d3=d3+1 # now d3 = 0..9 "-" {d1,d2}
elif d3>=d2: # this branch prepares for the other variant
d3=d3+1
if d3>=d1: # ">=" is preserved for consistency, here "==" may occur only
d3=d3+1
最后一部分是灾难性的:
if d4>=d1:
d4=d4+1
if d4>=d2:
d4=d4+1
if d4>=d3:
d4=d4+1
elif d4>=d3:
d4=d4+1
if d4>=d2:
d4=d4+1
elif d4>=d2:
d4=d4+1
if d4>=d1:
d4=d4+1
if d4>=d3:
d4=d4+1
elif d4>=d3:
d4=d4+1
if d4>=d1:
d4=d4+1
elif d4>=d3:
d4=d4+1
if d4>=d2:
d4=d4+1
if d4>=d1:
d4=d4+1
elif d4>=d1:
d4=d4+1
if d4>=d2:
d4=d4+1
对于更长的数字,使用位域可能会更快,但我没有看到一种微不足道的方法。 (检查 >= 关系一次是不够的,因为在进行增量后很容易发生碰撞。例如 d1=1, d2=2, d3=1: d3 与 d1 碰撞,但最初并没有与 d2 碰撞。但是在 1 处“挖洞”后,d3 变为 2,现在它与 d2 碰撞。没有简单的方法可以提前发现这种碰撞)
由于代码很烂,所以我在最后放了一个验证步骤
val = d1*1000 + d2*100 + d3*10 + d4
#if len(set(str(val))) != 4: print(str(val)+" "+str(o1)+","+str(o2)+","+str(o3)+","+str(o4))
if len(set(str(val))) != 4: print(val)
它已经比其他真正快速的代码快了(注释验证显示了在 divmod-s 之后保留的原始数字,用于调试目的。这不是那种立即工作的代码......)。 评论这两个验证使它更快。
编辑:关于检查这个和那个
这是一种在最小有效输入集 (0...4535) 和有效输出(具有不同数字的 9*9*8*7 可能的 4 位数字,不以-0). 所以一个简单的循环可以而且应该生成所有的数字,它们可以被一个一个地检查,它们可以被收集到一个集合中,例如,以查看它们是否都是不同的结果
几乎:
collect=set()
for rnd in range(0,4536):
(rnd,d1)=divmod(rnd,9)
... rest of the code, also the verification step kept active ...
collect.add(val)
print(len(collect))
1) 它不会在循环中打印任何内容(所有结果都是具有不同数字的 4 位数字)
2)最后会打印4536(所有结果都不同)
可以为第一个数字 (d1) 添加验证,现在我只是假设
"(something mod 9)+1" 不会是 0。
这将允许第一个数字后为零 -
numbers = random.sample(range(1,10),1) + random.sample(range(10),3)
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