详解Python random.choices（从序列中获取指定数量随机元素）函数的使用方法

Python中的random模块可以用来生成伪随机数。在这个模块中，choices()函数可以从给定的序列中随机选取元素。这个函数可以用来模拟实际场景，比如抽奖，随机分配任务等等。

choices()函数的语法如下：

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

其中：

• population：必须是一个序列，可以是列表，元组，字符串等等。表示要从中选取元素的序列。
• weights：可选参数。必须是一个数字序列，长度必须和population相同。表示每个元素被选中的概率，可以是小数，但必须大于等于0。
• cum_weights：可选参数。必须是一个数字序列，长度必须和population相同。表示累计权重，即前n个元素被选中的概率，如果指定了cum_weights，那么不能同时指定weights。
• k：可选参数。表示要选取的元素个数，默认值是1。

当参数中只指定population时，函数会从中等概率地选取1个元素，并返回一个列表。下面是一个简单的例子：

import random

# 从1-10中随机选取一个数
num = random.choices(range(1, 11))
print(num)

运行结果可能是：

[4]

当然，你也可以指定元素的权重来控制被选中的概率。例如：

import random

# 从1-10中随机选取一个数，2被选中的概率是1/3，其他数字被选中的概率是1/7
num = random.choices(range(1, 11), weights=[1, 3, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1])
print(num)

运行结果可能是：

[2]

除了从序列中选取元素外，choices()函数还可以用来做随机采样和随机洗牌等操作。接下来给出两个实例。

实例1：使用choices()函数实现随机采样

假设我们有一个大的数据集，我们想从中随机选取一部分数据进行训练，一部分数据进行测试。这时可以使用choices()函数来实现随机采样。下面是一个例子，首先生成100个数据，然后随机选取10个数据作为测试集。

import random

data = list(range(0, 100))
test_set = random.choices(data, k=10)
train_set = [x for x in data if x not in test_set]

print("测试集：", test_set)
print("训练集：", train_set)

运行结果可能是：

测试集： [78, 91, 70, 12, 56, 11, 16, 10, 49, 61]
训练集： [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 57, 58, 59, 60, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99]

实例2：使用choices()函数实现随机洗牌

假设我们有一副扑克牌，我们想把它洗牌后重新排列。这时可以使用choices()函数来实现随机洗牌。下面是一个例子，首先生成一副扑克牌，然后随机洗牌。

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import random

# 生成一副扑克牌
suits = ['♠', '♥', '♦', '♣']
ranks = ['2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '10', 'J', 'Q', 'K', 'A']
deck = [rank + suit for suit in suits for rank in ranks]

# 洗牌
random.shuffle(deck)

print(deck)

运行结果可能是：

['7♦', 'K♦', 'A♣', 'A♦', 'J♣', '4♦', '9♥', 'K♥', '2♥', '2♠', 'K♣', '4♠', '8♦', '5♣', 'J♠', '5♠', 'Q♦', 'Q♠', '6♣', '10♠', '7♠', '9♣', 'A♥', '6♥', '6♠', '8♠', 'J♦', 'Q♣', '9♠', '3♣', '7♥', 'K♠', '2♣', '3♠', '10♥', '3♥', '4♥', '5♥', '8♥', '10♣']

通过以上两个例子，我们可以看到choices()函数的用法非常灵活，可以用来解决很多实际问题。