Python 如何生成数字序列的随机列表？

我想要一个函数来生成一个长度为n的列表，其中包含一个0到1之间的算术数字序列，但以随机顺序排列

例如，对于函数

def randSequence(n):
    ...
    return myList

返回

[0.5, 0.3, 0.9, 0.8, 0.6, 0.2, 0.4, 0.0, 0.1, 0.7]

[0.4, 0.0, 0.2, 0.8, 0.6]

及

返回

[0.5, 0.3, 0.9, 0.8, 0.6, 0.2, 0.4, 0.0, 0.1, 0.7]

[0.4, 0.0, 0.2, 0.8, 0.6]

目前，我有它，它在一个循环中生成数字序列，并在另一个循环中随机化，如下所示：

def randSequence(n):
    step = 1 / n
    setList = []
    myList = []
    for i in range(n):
        setList.append(i * step)
    for i in range(n):
        index = random.randint(0, len(setList) - 1)
        myList.append(setList.pop(index))
    return myList

---

不幸的是，这个解决方案很慢，特别是对于大的数字（比如n>1000000）。是否有更好的方法编写此代码，或者更好的方法，是否有一个函数可以为我完成此任务？

@HeapOverflow建议将第二个循环替换为shuffle函数：

def randSequence(n):
    step = 1 / n
    myList = []
    for i in range(n):
        myList.append(i * step)
    random.shuffle(myList)
    return myList

---

这比以前快了一个数量级。根据过去的经验，我怀疑列表上的pop函数相当慢，是第二个循环中的主要瓶颈。

首先，我想指出，代码性能差的主要原因是由于以下几行：

myList.append(setList.pop(index))

列表中间的时间复杂度

list.pop

大致为

O（n）

，因为从列表中间弹出会迫使Python移动大量内存。这使得净复杂性

O（n^2）

。您可以通过就地更改来大幅提高性能，例如：

def randSequenceInplace(n):
    'a.k.a. Fisher-Yates'
    step = 1 / n
    lst = [step * i for i in range(n)]
    for i in range(n-1):
        index = random.randint(i, n - 1)
        lst[i], lst[index] = lst[index], lst[i]
        # myList.append(setList.pop(index))
    return lst

---

为了完整性，您可以使用矢量化的

numpy

解决方案，或者使用前面提到的

random.shuffle

来获得更好的性能。时间：

n = 10**6
%time randSequence(n)
# CPU times: user 1min 22s, sys: 33 ms, total: 1min 22s
# Wall time: 1min 22s
%time randSequenceInplace(n)
# CPU times: user 1.33 s, sys: 1.91 ms, total: 1.33 s
# Wall time: 1.33 s
%timeit np.random.permutation(n) / n
# 10 loops, best of 3: 22.4 ms per loop

---

为什么不使用

shuffle

函数呢？对于大型

n

，您最好使用

numpy.random

。试试

numpy.random.random

@AccLok，它不能保证算术级数属性。@HeapOverflow shuffle速度要快一点！谢谢你。即使如此，我还是很好奇，是否已经有一些函数为你做了这件事，比如在生成序列的过程中，n的数量级是多少？因为你的原稿是二次的，而这个是线性的，这取决于n。也许我的措辞不好。这个想法是，移动

O（n）

内存位直观上比在

O（n）

内存位上迭代更糟糕，因此是“附加”部分。