我是Python的新手。阅读时,请提及有关改进我的Python代码的其他建议。
问题: 如何在Python中生成包含随机数的8xN维数组? 约束条件是此数组的每一列必须包含8个抽奖,而不能从整数集[1,8]中进行替换
。更具体地说,当N = 10时,我想要这样的东西。
[[ 6. 2. 3. 4. 7. 5. 5. 7. 8. 4.]
[ 1. 4. 5. 5. 4. 4. 8. 5. 7. 5.]
[ 7. 3. 8. 8. 3. 8. 7. 3. 6. 7.]
[ 3. 6. 7. 1. 5. 6. 2. 1. 5. 1.]
[ 8. 1. 4. 3. 8. 2. 3. 4. 3. 3.]
[ 5. 8. 1. 7. 1. 3. 6. 8. 1. 6.]
[ 4. 5. 2. 6. 2. 1. 1. 6. 4. 2.]
[ 2. 7. 6. 2. 6. 7. 4. 2. 2. 8.]]
为此,我使用以下方法:
import numpy.random
import numpy
def rand_M(N):
M = numpy.zeros(shape = (8, N))
for i in range (0, N):
M[:, i] = numpy.ranhtml" target="_blank">dom.choice(8, size = 8, replace = False) + 1
return M
实际上,N将为〜1e7。上面的算法在时间上为O(n),当N = 1e3时大约需要0.38秒。因此,N =
1e7的时间约为1小时(即3800秒)。必须有一种更有效的方法。
定时功能
from timeit import Timer
t = Timer(lambda: rand_M(1000))
print(t.timeit(5))
0.3863314103162543
创建一个指定形状的随机数组,然后沿要保留限制的轴进行排序,从而为我们提供了矢量化且非常有效的解决方案。这将在此基础上smart answer 对MATLAB randomly permuting columns differently。这是实现-
样品运行-
In [122]: N = 10
In [123]: np.argsort(np.random.rand(8,N),axis=0)+1
Out[123]:
array([[7, 3, 5, 1, 1, 5, 2, 4, 1, 4],
[8, 4, 3, 2, 2, 8, 5, 5, 6, 2],
[1, 2, 4, 6, 5, 4, 4, 3, 4, 7],
[5, 6, 2, 5, 8, 2, 7, 8, 5, 8],
[2, 8, 6, 3, 4, 7, 1, 1, 2, 6],
[6, 7, 7, 8, 6, 6, 3, 2, 7, 3],
[4, 1, 1, 4, 3, 3, 8, 6, 8, 1],
[3, 5, 8, 7, 7, 1, 6, 7, 3, 5]], dtype=int64)
运行时测试-
In [124]: def sortbased_rand8(N):
...: return np.argsort(np.random.rand(8,N),axis=0)+1
...:
...: def rand_M(N):
...: M = np.zeros(shape = (8, N))
...: for i in range (0, N):
...: M[:, i] = np.random.choice(8, size = 8, replace = False) + 1
...: return M
...:
In [125]: N = 5000
In [126]: %timeit sortbased_rand8(N)
100 loops, best of 3: 1.95 ms per loop
In [127]: %timeit rand_M(N)
1 loops, best of 3: 233 ms per loop
因此,等待 120x
加速!
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