Question

我想生成列表的n个随机版本，以使每次随机化的顺序都不同于之前的顺序，而且每个元素的位置都必须不同于之前列表中的位置。我已经生成了该列表的所有可能排列的列表，但是我在如何选择符合我的条件的子列表上遇到了麻烦。我在想也许列表理解可以工作，但不确定如何完成。

# constraints: n <= 12

lst = ['John', 'William', 'Michael', 'Victor', 'Tom', 'Charley', 'Patrick', 'David']

permutations = list(itertools.permutations(lst))

randomized_lists = [i for i in permutations if <conditions>]

有什么想法可以做到吗？另外，是否有更好（更有效）的方法来解决该问题？

Answer 1

这可以通过修改Fisher–Yates shuffle算法来避免与自身交换一项来完成。也就是说，对于 k 中的每个项目（其中 k 从0开始），而不是选择[0, k]或[k, n - 1]中的随机项目（包括k），在[0, k)或(k, n - 1]中选择一个随机项目（不包括k），然后将 k 处的项目与该随机项目交换。

以下方法实现了这个想法：

import random

def shuffle_diff_pos(list):
  """ Returns a shuffled list in which 
      each item moves to a different position. """
  list=[x for x in list]
  if len(list)>=2:
    i=len(list)-1
    while i>0:
      k=random.randint(0, i-1)
      tmp=list[i];list[i]=list[k];list[k]=tmp
      i-=1
  return list

lst = ['John', 'William', 'Michael', 'Victor', 'Tom', 'Charley', 'Patrick', 'David']
randomized_lists = [shuffle_diff_pos(lst) for _ in range(12)]

Answer 2

您可以使用此列表理解：

result = [i for i in permutations if any(a != b for a, b in zip(i, lst))]

我们正在any(a == b for a, b in zip(i, lst)测试lst中同一索引上是否有任何匹配项以及该行中的排列。

Answer 3

只有第二个条件是必要的：如果所有元素均不在其原始位置，则顺序将有所不同。您无需查看所有可能的排列并随机选择一个排列（这比混洗直到满足您的条件效率低得多），而是可以生成符合规格的列表。

您的列表有8个元素，这意味着每个职位可以有7个选项之一（当前所有元素除外）。这等效于将一个矩阵放置在零矩阵中，从而使每个矩阵都不会与另一个矩阵占据相同的行或列（正常改组），但存在元素不能位于主对角线上的限制，这使事情变得复杂。

您可以实施Fisher-Yates-like随机播放，其中包括限制。这将使您的列表随机化，而不必筛选大量的排列。

使用索引来避免放置冲突可能要容易得多，而不是在交换每个元素时查找它们的位置。

n = len(lst)
ind = list(range(n))
for i in range(n - 1):
    # Case 1: Swap out necessary, conflictonly with self
    if ind[i] == i:
        swap_ind = random.randrange(i + 1, n)
    else:
        try:
            # Case 2: swap might cause conflict
            ind_of_i = ind.index(i, i + 1)
            swap_ind = random.randrange(i, n - 1)
            if swap_ind >= ind_of_i:
                swap_ind += 1
        except ValueError:
            # Case 3: no conflict, full range available
            swap_ind = random.randrange(i, n)
    ind[i], ind[swap_ind] = ind[swap_ind], ind[i]

您现在有了一个随机排序的索引列表，这些索引中的任何一个都没有终止于它的开始位置。您可以使用以下方式排列输入列表

result = [lst[i] for i in ind]

请记住，检查ind[swap_ind]的实现在时间上效率很低，并且实际上抵消了对索引进行排序而不是对实际值进行排序的好处。您可以用第二个列表替换它，该列表维护索引的反向查找表的位置，并将其与ind交换。结果将是O(1)查找和两倍的内存利用率。

我不确定结果在所有可用排列的空间上的统一程度如何，但我怀疑（a）它可能足以满足您的需求，并且（b）可以轻松修改为如果必要/可能，则更统一。

如何随机排列列表以满足条件

3 个答案: