Question

我想对列表进行随机调整，但有一个条件：在shuffle之后元素永远不会处于相同的原始位置。

在python中有一个单行方式来做列表吗？

示例：

list_ex = [1,2,3]

以下混洗列表中的每一个应该在随机播放后具有相同的采样概率：

list_ex_shuffled = [2,3,1]
list_ex_shuffled = [3,1,2]

但不允许排列[1,2,3]，[1,3,2]，[2,1,3]和[3,2,1]，因为它们都重复了一个元素位置

注意：list_ex中的每个元素都是唯一的id。不允许重复相同的元素。

有什么想法吗？谢谢！

Answer 1

您可以生成所有可能的有效改组：

>>> list_ex = [1,2,3]
>>> import itertools

>>> list(itertools.ifilter(lambda p: not any(i1==i2 for i1,i2 in zip(list_ex, p)),
...                        itertools.permutations(list_ex, len(list_ex))))
[(2, 3, 1), (3, 1, 2)]

对于其他一些序列：

>>> list_ex = [7,8,9,0]
>>> list(itertools.ifilter(lambda p: not any(i1==i2 for i1,i2 in zip(list_ex, p)),
...                        itertools.permutations(list_ex, len(list_ex))))
[(8, 7, 0, 9), (8, 9, 0, 7), (8, 0, 7, 9), (9, 7, 0, 8), (9, 0, 7, 8), (9, 0, 8, 7), (0, 7, 8, 9), (0, 9, 7, 8), (0, 9, 8, 7)]

如果你只想要一个结果，你也可以通过短路迭代器来提高效率：

>>> list_ex = [1,2,3]
>>> i = itertools.ifilter(lambda p: not any(i1==i2 for i1,i2 in zip(list_ex, p)),
...                       itertools.permutations(list_ex, len(list_ex)))
>>> next(i)
(2, 3, 1)

但是，它不会是随机选择。您必须生成所有这些并选择一个作为实际的随机结果：

>>> list_ex = [1,2,3]
>>> i = itertools.ifilter(lambda p: not any(i1==i2 for i1,i2 in zip(list_ex, p)),
...                       itertools.permutations(list_ex, len(list_ex)))
>>> import random
>>> random.choice(list(i))
(2, 3, 1)

Answer 2

在循环中随机化并继续拒绝结果，直到满足条件：

import random

def shuffle_list(some_list):
    randomized_list = some_list[:]
    while True:
        random.shuffle(randomized_list)
        for a, b in zip(some_list, randomized_list):
            if a == b:
                break
        else:
            return randomized_list

Answer 3

我将这种洗牌描述为“没有固定点的排列”。它们也被称为derangements。

随机排列是一种紊乱的概率约为1 / e（有趣的证明）。这个列表很长。因此，给出随机紊乱的一种明显的算法是正常地对卡进行洗牌，并且一直保持洗牌，直到你出现紊乱。预期的必要洗牌次数约为3次，而且很少需要洗牌十次以上。

(1-1/e)**11 < 1%

假设一个聚会上有n个人，每个人都带了一把雨伞。在聚会结束时，每个人都从篮子里随意拿一把伞。没有人拥有自己的保护伞的概率是多少？

Answer 4

这是对此的另一种看法。您可以根据需要选择一种或另一种解决方案。这不是一个单行，而是对元素的索引进行洗牌而不是元素本身。因此，原始列表可能具有重复的值或不能比较的类型的值，或者可能比较昂贵。

#! /usr/bin/env python
import random

def shuffled_values(data):
    list_length = len(data)
    candidate = range(list_length)
    while True:
        random.shuffle(candidate)
        if not any(i==j for i,j in zip(candidate, range(list_length))):
            yield [data[i] for i in candidate]

list_ex = [1, 2, 3]
list_gen = shuffled_values(list_ex)
for i in range(0, 10):
    print list_gen.next()

这给出了：

[2, 3, 1]
[3, 1, 2]
[3, 1, 2]
[2, 3, 1]
[3, 1, 2]
[3, 1, 2]
[2, 3, 1]
[2, 3, 1]
[3, 1, 2]
[2, 3, 1]

如果list_ex为[2, 2, 2]，此方法将一遍又一遍地产生[2, 2, 2]。其他解决方案将为您提供空列表。在这种情况下，我不确定你想要什么。

Answer 5

这是另一种算法。随意拿牌。如果您的第i张卡是卡i，请将其放回原处并重试。唯一的问题是，如果当你到达最后一张卡时，那就是你不想要的那张卡。与其他人交换。

我认为这是公平的（统一随机）。

import random

def permutation_without_fixed_points(n):
    if n == 1:
        raise ArgumentError, "n must be greater than 1"

    result = []
    remaining = range(n)

    i = 0
    while remaining:
        if remaining == [n-1]:
            break

        x = i
        while x == i:
            j = random.randrange(len(remaining))
            x = remaining[j]

        remaining.pop(j)
        result.append(x)

        i += 1

    if remaining == [n-1]:
        j = random.randrange(n-1)
        result.append(result[j])
        result[j] = n

    return result

Answer 6

使用Knuth-Durstenfeld随机排列列表。只要在改组过程中发现它处于原始位置，就会从头开始新的改组过程，直到返回合格的布置为止。该算法的时间复杂度是最小的常数项：

def _random_derangement(x: list, randint: Callable[[int, int], int]) -> None:
    Random derangement list x in place, and return None.
    An element can never be in the same original position after the shuffle. provides uniform distribution over permutations.
    The formal parameter randint requires a callable object such as rand_int(b, a) that generates a random integer within the specified closed interval.

    from collections import namedtuple

    sequence_type = namedtuple('sequence_type', ('sequence_number', 'elem'))

    x_length = len(x)
    if x_length > 1:
        for i in range(x_length):
            x[i] = sequence_type(sequence_number = i, elem = x[i])
    
        end_label = x_length - 1
        while True:
            for i in range(end_label, 0, -1):
                random_location = randint(i, 0)
                if x[random_location].sequence_number != i:
                    x[i], x[random_location] = x[random_location], x[i]
                else:
                    break
            else:
                if x[0].sequence_number != 0: break
    
        for i in range(x_length):
            x[i] = x[i].elem

complete_shuffle

python shuffle这样的位置永远不会重复

6 个答案: