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为什么在传递递减值的列表"cum_weights“时,"random.choices”总是返回相同的元素?

在使用 random.choices 函数时,如果传递的权重列表 cum_weights 是递减的,可能会导致函数总是返回相同的元素。这是因为 random.choices 函数在计算累积权重时,依赖于权重的相对大小,而不是绝对值。

原因分析

  1. 累积权重计算random.choices 函数通过累积权重来决定选择哪个元素。如果权重列表是递减的,累积权重的计算可能会导致某些元素的累积权重始终大于其他元素,从而使得这些元素被选中的概率更高。
  2. 浮点数精度问题: 在计算累积权重时,可能会涉及到浮点数的运算。由于浮点数精度的限制,递减的权重列表可能会导致累积权重的计算结果出现微小的差异,这些差异在多次运行中可能会被放大,导致选择结果不一致。

解决方法

为了避免这个问题,可以确保权重列表是递增的,或者在传递权重列表之前对其进行预处理。

方法一:确保权重列表递增

代码语言:txt
复制
import random

weights = [0.1, 0.3, 0.2, 0.4]
cum_weights = []
cumulative_sum = 0
for weight in weights:
    cumulative_sum += weight
    cum_weights.append(cumulative_sum)

# 确保累积权重列表是递增的
assert all(cum_weights[i] <= cum_weights[i+1] for i in range(len(cum_weights)-1))

selected_element = random.choices(range(len(weights)), cum_weights=cum_weights)[0]
print(selected_element)

方法二:预处理权重列表

代码语言:txt
复制
import random

weights = [0.1, 0.3, 0.2, 0.4]
cum_weights = [sum(weights[:i+1]) for i in range(len(weights))]

# 确保累积权重列表是递增的
assert all(cum_weights[i] <= cum_weights[i+1] for i in range(len(cum_weights)-1))

selected_element = random.choices(range(len(weights)), cum_weights=cum_weights)[0]
print(selected_element)

参考链接

通过上述方法,可以确保 random.choices 函数在传递递减值的权重列表时,能够正确地选择元素,避免总是返回相同的元素。

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