Python中給定PDF的隨機數

Question

我想生成一個整數隨機數，其概率分布函數作為列表給出。 例如，如果pdf = [3,2,1]，那么我喜歡rndWDist（pdf）返回0,1和2，概率為3 / 6,2 / 6和1/6。 我為自己編寫了自己的函數，因為我在隨機模塊中找不到它。

def randintWDist(pdf):
    cdf=[]
    for x in pdf:
        if cdf:
            cdf.append(cdf[-1]+x)
        else:
            cdf.append(x)
    a=random.randint(1,cdf[-1])
    i=0
    while cdf[i]<a:
        i=i+1
    return i

有沒有更短的方法來實現相同的結果？

Answer 1

這是一個重復的問題： 生成具有給定（數字）分布的隨機數

作為第一個答案，您可能希望使用scipy.stats.rv_discrete 。

您可以這樣使用它：

from scipy.stats import rv_discrete
numbers = (1,2,3)
distribution = (1./6, 2./6, 3./6)
random_variable = rv_discrete(values=(numbers,distribution))
random_variable.rvs(size=10)

這將返回一個包含10個隨機值的numpy數組。

Answer 2

根據您的輸入格式，您可以：

def randint_with_dist(pdf):
    choices = []
    for index, value in enumerate(pdf):
        choices.extend(index for _ in range(value))
    return random.choice(choices)

由於每次傳遞相同的pdf時都會使用相同的列表，因此您可以考慮緩存列表以提高效率（以空間為代價）：

def randint_with_dist(pdf, choices={}):
    pdf = tuple(pdf)
    if pdf not in choices:
        choices[pdf] = []
        for index, value in enumerate(pdf):
            choices[pdf].extend(index for _ in range(value))
    return random.choice(choices[pdf])

Answer 3

使用numpy（1.7或更新版本），您還可以使用np.random.choice ：

In [27]: import numpy as np

In [28]: distribution = (1./6, 2./6, 3./6)

In [29]: np.random.choice(np.arange(len(distribution)), p=distribution)
Out[29]: 0

In [30]: np.random.choice(np.arange(len(distribution)), p=distribution, size=10)
Out[30]: array([2, 1, 1, 2, 2, 0, 1, 0, 1, 0])