Как создать несколько списков/векторов (одинаковой длины), которые являются уникальными или частично уникальными? ⇐ Python

[Anonymous]

Я создал следующую функцию, которая может генерировать список нулей и единиц (по сути, битовую строку) с использованием рандомизации.

Код: Выделить всё

import numpy as np

def generate_genome(length: int, max_individuals: int = 0) -> Genome:
bits = None
if max_individuals > 0:
num_individuals = np.random.randint(1, max_individuals + 1)
print(f'Will have maximum of {num_individuals} individuals')
print('Controlled randomization')
bits = np.full(length, 0)
bits_flipped_ids = np.random.choice(range(0, length), size=num_individuals, replace=False)
print(f'Following indices will be flipped: {sorted(bits_flipped_ids)}')
np.put(a=bits, ind=bits_flipped_ids, v=1)
else:
print('Standard randomization')
bits = np.random.choice([0, 1], size=length)

genome = Genome(bits=bits.tolist())
print(f'Genome bits: {genome.bits}')
return genome

Поддерживает два режима:

• без max_individuals — создает список битов определенной длины
• с max_individuals — создает список битов определенной длины, но также гарантирует, что количество единиц не превышает max_individuals. Размещение единиц происходит по случайным индексам (конечно, ограничено разрешенной длиной списка)

Это часть генетический алгоритм, над которым я работаю. В результате будут созданы образцы, аналогичные приведенным ниже:

• без max_individuals

  Код: Выделить всё

  generate_genome(10, 0)
  
  [0 1 1 0 0 1 1 1 1 0]
  [1 0 1 1 1 1 0 1 1 1]
  [0 1 0 1 0 1 1 0 0 0]
  [1 1 0 0 0 1 1 0 1 1]
  [0 1 0 0 1 0 0 1 0 0]
  

• с max_individuals

  Код: Выделить всё

  generate_genome(10, 3)
  
  [0 0 0 0 0 0 0 0 0 1] with bits flipped at [9]
  [0 0 0 1 0 1 0 1 0 0] with bits flipped at [3 5 7]
  [0 1 0 0 0 1 0 1 0 0] with bits flipped at [1 5 7]
  [0 1 0 1 0 0 0 0 0 0] with bits flipped at [1 3]
  

Моя проблема в том, что существует возможность создания одинаковых бит-списков. Эта возможность увеличивается с уменьшением длины и max_individuals. Я хотел бы контролировать это, чтобы увидеть, как это повлияет на мой алгоритм, поэтому я ищу эффективный способ создания набора уникальных битовых списков с помощью моей функции или, что еще лучше, набора битовых списков, в котором количество уникальных битовых списков списками можно управлять с помощью параметра.

ОБНОВЛЕНИЕ: Мне удалось упростить функцию генерации_генома() на основе по комментариям (спасибо!).

Код: Выделить всё

def generate_genome(length: int, max_individuals: int = 0):
# For the given length (number of bits) the maximum (where all are 1s)
# is (2^length - 1). The numpy.arange() stops at (stop - 1)
bits_all_possible = np.arange(2**length)
# Shuffle to introduce randomness
np.random.shuffle(bits_all_possible)

if max_individuals > 0:
bits_all_possible = np.array([b for b in bits_all_possible if np.bitwise_count(b) 

Подробнее здесь: [url]https://stackoverflow.com/questions/79019920/how-to-generate-multiple-lists-vectors-same-length-that-are-unique-or-partiall[/url]