A partir da versão 3.6, o pacote random
possui a função choices
que permite você definir os pesos de cada valor dentro de uma população.
from random import choices
population = [1, 7, 15]
weights = [40, 30, 30]
samples = choices(population, weights, k=100)
O código acima irá gerar 100 valores aleatórios seguindo os pesos definidos.
Baseado em
Sorteio aleatório, mas com diferentes probabilidades
A forma mais fácil de implementar é gerar uma estrutura que já possua essas probabilidades. Como o número 1 deve possuir probabilidade igual a 40%, enquanto os números 7 e 15 devem possuir probabilidade igual a 30%, você pode gerar uma lista que possua 10 elementos ao todo, repetindo o número 1 quatro vezes e os números 7 e 15 três vezes cada.
v = [1, 1, 1, 1, 7, 7, 7, 15, 15, 15]
Assim, ao fazer random.choice(v)
, as probabilidades desejadas serão respeitadas.
Implementando de uma forma genética, e bastante simples, você pode definir uma função que gera esta lista conforme sua necessidade. Por exemplo:
from typing import Tuple, Any, List
from itertools import starmap, chain, repeat
from random import choice
def sample_space(*values: Tuple[Any, float]) -> List:
if sum(value[1] for value in values) != 1.0:
raise ValueError('Soma das probabilidades não é 1.0')
while True:
if all(probability.is_integer() for _, probability in values):
break
values = [(value, probability * 10) for value, probability in values]
values = [(value, int(probability)) for value, probability in values]
return list(chain(*starmap(lambda a, b: list(repeat(a, b)), values)))
A função sample_space
irá gerar para você uma lista que define exatamente o espaço amostral que deseja, basta passar como parâmetro um conjunto de tuplas com valor e probabilidade desejada. Para os dados apresentados na pergunta, ficaria:
>>> space = sample_space((1, 0.4), (7, 0.3), (15, 0.3))
>>> print(space)
[1, 1, 1, 1, 7, 7, 7, 15, 15, 15]
Se sortear 100 números deste espaço amostral e verificar quantas vezes se repetem (pode utilizar o collections.Counter
para isso), verá que as probabilidades tendem a ser seguidas:
>>> samples = [choice(space) for _ in range(100)]
>>> print(Counter(samples))
Counter({1: 40, 7: 32, 15: 28})
Veja funcionando no Repl.it | Ideone
Funcionará para quaisquer probabilidades, desde que a soma seja sempre 1.0. Por exemplo, para um espaço amostral que seja 99% True
e 1% False
ficaria:
>>> space = sample_space((True, 0.99), (False, 0.01))
Porém, isso geraria uma lista com 100 valores, sendo 99 True
e 1 False
; por isso, para esta solução, dada a simplicidade dela, tome cuidado para não gerar listas demasiadamente grandes e afetar a memória da aplicação. Quanto mais casas decimais possuir as probabilidades, mais elementos em memória serão necessários.