在 Python 中生成唯一排列的最佳方法是什么？

Question

对于每个项目，我有 2 个 0 和 1 之间的选择，其中我将 N 个元素一个接一个地排序，生成一个唯一的组合。

所以像这样（序列长度=10）：

0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1
0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1
0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1
1, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1

如您所见，这些都是独特的排列。我将有 10000 个这样的排列（例如）。但关键信息是我不需要所有的排列，而是只保存有限的一组排列，最好是无序的，所以它更“随机”一点。

我目前的解决方案是生成介于 0 和 1 之间的随机数，并将它们附加到最多 N 个元素的数组中。然后将此数组转换为字符串，如果此字符串尚未添加到我上面的列表中，则添加此字符串，否则重复相同的步骤以生成不同的排列。

所以这意味着使用 while 循环。

有没有更聪明、更优雅的方法来做到这一点？

Answer 1

这是一个二进制数，每个唯一的二进制数对应一个唯一小数。
有 10 个地方，有 2^10 = 1024 个唯一。
从这1024个中选出10个不放回
将十进制转换为二进制

每 10 个数字生成 5 个唯一样本

import numpy as np
n_digits = 10
n_sample = 5
for c in np.random.choice(np.power(2,n_digits), size=n_sample, replace=False):
  c = int("{0:b}".format(c))
  print (str(c).zfill(n_digits))

样本运行

编辑：

上面的代码速度很快，但由于 np.power(2,n_digits) 会导致溢出，因此无法扩展到更大的数字 np.random.choice 将运行内存不足。

为了将它扩展到非常大的序列，我们可以使用有点慢但非常不错的机制，如下所示

n_digits = 200
n_sample = 10000
choices = []
cache = {}
while len(choices) < n_sample:
    c = np.random.randint(0,2,(n_digits))
    k = c.tostring()
    if not k in cache:
        cache[k] = True
        choices.append(c)

%timeit返回

27.4 ns ± 10.1 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000000 loops each)

相当不错。

choices 是 numpy 数组的列表，如果你想将它转换成文本，你可以使用

for i in range(len(choices)):
    choices[i] = np.array2string(choices[i], separator='')[1:-1].replace("\n", "").replace(" ", "")

在 Python 中生成唯一排列的最佳方法是什么？

What's the best way to generate unique permutations in Python?

python

random

combinations

sequence

combinatorics

编辑：