生成具有概率的随机整数

Posted 2023-02-25

【中文标题】生成具有概率的随机整数

【英文标题】：Generate random integers with probabilities

【发布时间】：2012-02-11 05:32:58

【问题描述】：

我对如何生成具有概率的整数值有点困惑。

例如，我有四个整数及其概率值：1|0.4、2|0.3、3|0.2、4|0.1

如何在考虑概率的情况下生成这四个数字？

【问题讨论】：

如果您想了解有关如何快速完成此操作的大量技术细节，这是一个很好的资源。但是，对于在 4 个选项中进行加权选择，这是完全不需要的。 keithschwarz.com/darts-dice-coins

另见***.com/questions/3094873

【参考方案1】：

let cases = 
  10 : 60,// 0-10 : 60  => 10%
  90 : 10,// 10-90 : 10  => 80%
  100 : 70,// 90-100 : 70 => 10%
;
function randomInt()
  let random = Math.floor(Math.random() * 100);
  for(let prob in cases)
    if(prob>=random)
      return cases[prob];
    
  

console.log(randomInt())

【参考方案2】：

这是我发现最灵活的解决方案，用于在任何一组具有概率的对象中进行选择：

// set of object with probabilities:
const set = 1:0.4,2:0.3,3:0.2,4:0.1;

// get probabilities sum:
var sum = 0;
for(let j in set)
    sum += set[j];


// choose random integers:
console.log(pick_random());

function pick_random()
    var pick = Math.random()*sum;
    for(let j in set)
        pick -= set[j];
        if(pick <= 0)
            return j;
        
    

【参考方案3】：

我建议对概率和随机数的其余部分进行连续检查。

此函数首先将返回值设置为最后一个可能的索引，然后迭代直到随机值的其余部分小于实际概率。

概率之和必须为 1。

function getRandomIndexByProbability(probabilities) 
    var r = Math.random(),
        index = probabilities.length - 1;

    probabilities.some(function (probability, i) 
        if (r < probability) 
            index = i;
            return true;
        
        r -= probability;
    );
    return index;


var i,
    probabilities = [0.4, 0.3, 0.2, 0.09, 0.01 ],
    count = ,
    index;

probabilities.forEach(function (a)  count[a] = 0; );

for (i = 0; i < 1e6; i++) 
    index = getRandomIndexByProbability(probabilities);
    count[probabilities[index]]++


console.log(count);

【参考方案4】：

基于@bhups 答案的更灵活的解决方案。这使用概率值（权重）数组。 “权重”元素的总和应该等于 1。

var weights = [0.3, 0.3, 0.3, 0.1]; // probabilities
var results = [1, 2, 3, 4]; // values to return

function getRandom () 
    var num = Math.random(),
        s = 0,
        lastIndex = weights.length - 1;

    for (var i = 0; i < lastIndex; ++i) 
        s += weights[i];
        if (num < s) 
            return results[i];
        
    

    return results[lastIndex];
;

【参考方案5】：

一个简单的天真的方法可以是：

function getRandom()
  var num=Math.random();
  if(num < 0.3) return 1;  //probability 0.3
  else if(num < 0.6) return 2; // probability 0.3
  else if(num < 0.9) return 3; //probability 0.3
  else return 4;  //probability 0.1

【讨论】：

如果两个数字的概率相同怎么办？ :-)

Sergio Tulentsev -> 轻松使用后续步骤之间的相同差异

【参考方案6】：

这是一个有用的技巧:-)

function randomWithProbability() 
  var notRandomNumbers = [1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 4];
  var idx = Math.floor(Math.random() * notRandomNumbers.length);
  return notRandomNumbers[idx];

【讨论】：

正确的方向，只需动态创建notRandomNumbers（给定数字及其权重/概率），我认为这是理想的解决方案。

不错！谢谢。这看起来正是我所需要的。

@ShadowWizard：是的，为了清楚起见，我把它简单化了 :-)

当然，我只是在等待更多解决方案来选择最好的解决方案；）

我认为这不是一种有效的方法。假设我们有如下概率：[0.000000000001, 0.299999999999, 0.7]，那么在这种情况下，notRandomNumbers 表会是什么？测验：它将使用多少内存？我宁愿说这是解决这个问题的最糟糕的方法。