如何在 Python 中生成唯一的随机数作为数组？

Question

我有一个大小为 (4,4) 的数组，它的值可以是 0 和 1，所以我可以有 65536 个不同的数组。 我需要不重复地生成所有这些数组。 我使用wt_random=np.random.randint(2, size=(65536,4,4))但我担心它们不是唯一的。 你能告诉我这段代码是否正确，我应该怎么做才能产生所有可能的数组？ 谢谢你。

Answer 1

您可以使用带有repeat=16 itertools.product来生成所有模式，然后将它们重塑为(4,4) 。

尝试这个：

import numpy as np
from itertools import product

wt_random = np.array([np.array(p).reshape((4, 4)) for p in product((0, 1), repeat=16)])
np.random.shuffle(wt_random)

print(wt_random.shape)
print(wt_random[1234])

输出：（显示形状正确，以及一个示例元素）

(65536, 4, 4)
[[0 0 0 0]
 [0 1 0 0]
 [1 1 0 1]
 [0 0 1 0]]

Answer 2

你可以使用numpy.meshgrid

output = np.array(np.meshgrid(*[[0,1] for _ in range(16)])).T.reshape(-1, 4,4)

因为您需要获取所有可能的值（可能值的数量 = 2 ^16 = 65536）

Answer 3

您可以将 n 从 1 循环到 65535，然后将等效的二进制映射到您的数组，这将是最简单且 100% 真正唯一且包含所有可能性的。

例如对于 m1->0 : [ [0,0,0,0], [0,0,0,0], [0,0,0,0], [0,0,0,0] ] 对于 m2 ->1 : [ [0,0,0,0], [0,0,0,0], [0,0,0,0], [0,0,0,1] ]

     ----------------------------------------------------
     -----------------------------------------------   upto n

对于 m65536->65535 : [ [1,1,1,1], [1,1,1,1], [1,1,1,1], [1,1,1,1] ]

Answer 4

如果您需要以随机顺序排列所有可能的数组，请考虑以任意确定性顺序枚举它们，然后将它们打乱以随机化顺序。 如果您不希望内存中的所有数组，您可以编写一个函数来在确定性列表中的给定位置生成数组，然后对这些位置进行洗牌。 请注意，Fisher-Yates 甚至可能不需要列表的密集表示来洗牌……如果您跟踪已经洗牌的条目的最终位置，您应该有足够的信息。