将大量数字乘以 random() (Python)

Question

问题：生成大型二进制字符串（长度 2000+）。动作要快，因为该generateRandom()函数将在算法中被调用300,000次。

尝试的解决方案：生成 3 或 4 个二进制数并将它们全部附加在一起 ​​500 次。这太慢了。

对 random.random() 进行一次调用并将其乘以一个巨大的数字。转换为二进制一次即可完成。这适用于较小的数字，但由于二进制字符串必须具有一定的长度，因此要转换为二进制的数字必须非常巨大（2 ** len(binString)）。

当前代码（适用于较小的数字）：

binaryRepresentation = ''

binaryRepresentation += bin(int(random.random() * (2 ** binLength)))[2:].zfill(binLength)

我需要帮助修复的错误：此调用会抛出一个“长整型太大，无法转换为浮点数”和大量数字。有没有办法使整个算法更高效或使这个大数字可以转换为浮点数？

谢谢你！

Answer 1

衡量它是否足够快以满足您的目的，“随机性”可能会随着您的调用而减少：os.urandom(250)。它产生一个二进制字符串，也称为字节。

为了避免“long int 太大而无法转换为 float”错误，请不要使用浮点数。

如果您需要带有k随机位的整数而不是二进制字符串：

import random
r = random.SystemRandom()

n = r.getrandbits(2000) # uses os.urandom() under the hood

获取由“0”和“1”组成的字符串：

k = 2000
binstr = "{:0{}b}".format(r.getrandbits(k), k)

注意：如果不使用，则不能用于randint/randrange大数字：getrandbits

import random

class R(random.Random):
    def random(self): # override random to suppress getrandbits usage
        return random.random()

r = R()
r.randrange(2**2000) # -> OverflowError: long int too large to convert to float

b2a_bin

b2a_bin()扩展允许直接从字节串创建二进制字符串（“01”），而无需创建中间的 Python 整数。它比纯 Python 类似物快 3-20 倍：

def b2a_bin_bin(data):
    return bin(int.from_bytes(data, 'big', signed=False)
               )[2:].zfill(len(data)*8).encode('ascii', 'strict')

def b2a_bin_format(data):
    n = int.from_bytes(data, 'big', signed=False)
    return "{:0{}b}".format(n, len(data)*8).encode('ascii', 'strict')

用法：

>>> import os
>>> from b2a_bin import b2a_bin
>>> b2a_bin.b2a_bin(b'\x0a')
b'00001010'
>>> b2a_bin(os.urandom(5))
b'1001111011000011111001110010000101111010'