【Python3】random.choices 权重随机选取 详解

random.choices是Python 3中random模块中的一个函数，用于从指定的序列中以指定的权重随机选择元素。下面我将对该函数进行详细介绍，并提供一些示例代码和注意事项。

函数签名：

random.choices(population, weights=None, *, cum_weights=None, k=1)

参数说明：

• population：指定要从中进行随机选择的序列，可以是列表、元组、字符串或其他可迭代对象。
• weights（可选）：指定每个元素的权重列表，列表中的每个值必须是非负数。如果未提供此参数，则每个元素的权重被假定为相等，即等概率选择。
• cum_weights（可选）：类似于weights，但是是累积权重列表，即每个元素的权重是从序列开头到该元素位置的累积和。如果提供了cum_weights，则weights参数会被忽略。
• k：指定要选择的元素数量，即随机选择的样本数。默认值为1，即选择一个元素。

返回值：

• 返回一个列表，包含随机选择的元素。

注意事项：

• 如果population为空，则会引发IndexError异常。
• 如果weights和cum_weights同时提供，则会引发ValueError异常。
• 如果weights或cum_weights中包含负数，则会引发ValueError异常。
• 如果提供了cum_weights，则其长度必须与population的长度相同。

示例代码：

import random

# 例子1：等概率选择
population = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E']
choices = random.choices(population, k=3)
print("例子1结果:", choices)

# 例子2：使用权重进行选择
weights = [1, 2, 3, 4, 5]  
choices_weighted = random.choices(population, weights=weights, k=3)
print("例子2结果:", choices_weighted)

# 例子3：使用累积权重进行选择
cum_weights = [1, 3, 6, 10, 15]  # 累积权重，相当于[1, 1+2, 1+2+3, 1+2+3+4, 1+2+3+4+5]
choices_cum_weighted = random.choices(population, cum_weights=cum_weights, k=3)
print("例子3结果:", choices_cum_weighted)

结果解释：

• 例子1中，由于未提供权重，因此每个元素被选择的概率相等。
• 例子2中，元素E的权重最高，因此被选中的概率最大。
• 例子3中，通过累积权重，元素D的累积权重最高，因此被选中的概率最大。