根据属性选择列表中的随机元素

Question

class Agent:
    def __init__(self, state):
        self.state = state
#initialize values
state_0_agents = 10
state_1_agents = 10
numberofselections = 2 #number of agents who can choose to transition to the higher plane

#list of agents
agents = [Agent(0) for i in range(state_0_agents)]
agents.extend(Agent(1) for i in range(state_1_agents))

random.choice(agents) 

嘿！因此，我想从此“代理”列表中随机选择几个代理，其状态最终将更改为1。不幸的是，随机选择功能会在所有元素中进行选择。但是我只想随机选择状态为0的那些。

我希望如果不创建新列表就可能发生这种情况。

Answer 1

我在这里看到3个选项：

• 无论如何创建列表，都可以通过列表理解来实现：

  random.choice([a for a in agents if a.state == 0])
  

• 将random.choice()呼叫置于循环中，继续尝试直到获得符合条件的呼叫：

  while True:
      agent = random.choice(agents)
      if agent.state == 0:
          break
  

• 为您的agents列表建立索引，然后从该索引中进行选择；这些实际上仍然只是列表：

  agent_states_index = {}
  for index, agent in enumerate(agents):
      agent_states_index.setdefault(agent.state, []).append(index)
  
  agent_index = random.choice(agent_states_index[0])
  agent = agents[agent_index]
  

Answer 2

我知道有四种算法。

第一个在这个答案中有详细说明。遍历数组，然后如果遇到满足条件的元素，请检查随机整数是否小于(1/(however many elements you've passed that satisfy the condition))。

第二种是遍历数组，将满足条件的新数组元素添加到新数组中，然后从该列表中随机选择一个。

这两种算法都在 O(n) 时间内运行，其中 n 是数组的大小。如果元素存在并且满足条件，则保证它们会找到元素。

还有另外两种算法要快得多。它们都在 O(1) 时间内运行，但有一些主要的弱点。

第一种是随机选择索引，直到找到满足条件的索引。这具有潜在的无限时间复杂度，但实际上是 O(1)。（如果满足条件的元素很少，而且数组很大，比如 10000 个元素中有 1 个，这会变慢。）如果元素不存在，也不能保证找到；如果没有满足条件的元素，你要么有一个无限循环，要么必须编写算法来进行有限数量的猜测，即使它存在，你也可能会错过一个元素。

第二种是随机选取一个索引，然后不断递增，直到找到满足条件的索引。保证找到一个可接受的索引或查看所有索引而不会进入无限循环。它的缺点是不完全随机。显然，如果您每次将索引增加 1，它将是非常非常非随机的（如果数组中有可接受的索引块）。但是，如果您从与数组元素数量互质的少数数字之一中随机选择增量，那么它仍然不是公平和随机的，而是相当公平和随机的，并且保证成功。

同样，这最后 2 种算法非常快，但不能保证工作或不能保证完全随机。我不知道有一种算法既快速又保证有效，而且完全公平和随机。