以概率从列表中选择随机元素

Question

我有一个包含四个项目（A、B、C、D）的列表。每个项目都有一个被选中的概率。例如，假设 A 有 74% 的机会被选中，B 15%，C 7% 和 D 4%。

我想创建一个函数，根据它的概率随机选择一个项目。

请问有什么帮助吗？

Answer 1

为您的项目定义一个类，如下所示：

class Items<T>
{
    public double Probability { get; set; }
    public T Item { get; set; }
}

然后初始化它

var initial = new List<Items<string>>
{
    new Items<string> {Probability = 74 / 100.0, Item = "A"},
    new Items<string> {Probability = 15 / 100.0, Item = "B"},
    new Items<string> {Probability = 7 / 100.0, Item = "C"},
    new Items<string> {Probability = 4 / 100.0, Item = "D"},
};

然后您需要将其转换为聚合从 0 到 1 的概率总和

var converted = new List<Items<string>>(initial.Count);
var sum = 0.0;
foreach (var item in initial.Take(initial.Count - 1))
{
    sum += item.Probability;
    converted.Add(new Items<string> {Probability = sum, Item = item.Item});
}
converted.Add(new Items<string> {Probability = 1.0, Item = initial.Last().Item});

现在您可以converted根据概率从集合中选择一个项目：

var rnd = new Random();
while (true)
{
    var probability = rnd.NextDouble();
    var selected = converted.SkipWhile(i => i.Probability < probability).First();
    Console.WriteLine($"Selected item = {selected.Item}");
}

注意：我的实现很O(n)复杂。您可以使用二分搜索对其进行优化（因为converted集合中的值已排序）