Selección aleatoria en Python
En este artículo analizaremos cómo utilizar el módulo random de Python para seleccionar elementos de manera aleatoria de una lista
El módulo random de Python provee diferentes herramientas para la selección pseudo-aleatoria de elementos dentro de una lista o cadena. Esta selección puede ser configurada dependiendo de la cantidad de elementos necesarios, la homogeneidad de probabilidad de elegir cada elemento y si se requiere que los elementos puedan o no repetirse en la selección.
Selección con repeticiones
La función choice del módulo random devuelve un único elemento dentro de una secuencia de valores. Cada valor dentro de la secuencia tiene la misma probabilidad de ser seleccionados.
Si la secuencia es una cadena de caracteres el elemento seleccionado será uno de los caracteres.
import random
random.choice('cadena_de_caracteres')
#a
En el caso de tratarse de una lista se seleccionará un elemento aleatorio de dicha lista independientemente si los elementos son cadenas de caracteres, enteros, flotantes, diccionarios u otras listas.
import random
random.choice([12, 23, 45, 67, 65, 43])
#43
import random
random.choice(["Cadena","de","caracteres"])
#de
Selección de muestra con repeticiones
Cuando necesita obtener más de un elemento de una lista puede utilizarse el método choices. Este requiere la lista que contiene la población inicial desde la que se desean seleccionar los elementos y el valor k que representa la cantidad de elementos que desean seleccionar.
Esta función devuelve una muestra con la cantidad de elementos requeridos donde cada elemento tiene la misma probabilidad de ser seleccionado y un elemento puede formar parte de la muestra más de una vez.
import random
poblacion = ["Alexa", "Ximena", "Michelle" ,"Jerónimo", "Francisco",
"Cristóbal", "Máximo", "Pablo", "Agustina" , "Daniela"]
muestra = random.choices(poblacion, k=5)
#['Francisco', 'Máximo', 'Ximena', 'Pablo', 'Pablo']
En este caso se puede observar que el elemento Pablo ha sido seleccionado dos veces para la muestra.
Si se requiere una probabilidad de selección diferente para cada elemento se necesita el atributo weights. Este argumento contiene una lista de valores numéricos representando la probabilidad relativa de cada elemento de la población.
import random
poblacion = ["Alexa", "Ximena", "Michelle" ,"Jerónimo", "Francisco",
"Cristóbal", "Máximo", "Pablo", "Agustina" , "Daniela"]
pesos = [5,1,2,3,1,3,5,5,10,15]
muestra = random.choices(poblacion, weights=pesos, k=5)
#['Cristóbal', 'Alexa', 'Daniela', 'Pablo', 'Daniela']
En este ejemplo el elemento Daniela ha sido seleccionado dos veces ya que tiene el peso mayor y el resto de los elementos de la muestra se corresponden a los valores de pesos más altos.
Una opción diferente es utilizar pesos acumulativos en lugar de relativos. Los valores mostrados a continuación son equivalentes a los relativos mostrados en el ejemplo anterior.
import random
poblacion = ["Alexa", "Ximena", "Michelle" ,"Jerónimo", "Francisco",
"Cristóbal", "Máximo", "Pablo", "Agustina" , "Daniela"]
pesos = [10,2,4,6,2,6,10,10,20,30]
muestra = random.choices(poblacion, cum_weights=pesos, k=5)
Selección de muestra sin repeticiones
Si la muestra requerida de la población no debe repetir elementos de la población entonces se utiliza el método sample. Al igual que el método choices requiere una lista de la población sobre la que se creará la muestra y el argumento k indicando la cantidad de elementos seleccionados.
import random
poblacion = ["Alexa", "Ximena", "Michelle" ,"Jerónimo", "Francisco",
"Cristóbal", "Máximo", "Pablo", "Agustina" , "Daniela"]
random.sample(poblacion,k=5)
#['Daniela', 'Michelle', 'Máximo', 'Jerónimo', 'Pablo']
Si se quiere obtener una selección de números enteros puede utilizarse este método generando la población de números utilizando la función range. Esto dará como resultado una lista de números sin repeticiones seleccionados aleatoriamente del rango.
import random
random.sample(range(10),k=5)
# [8, 4, 5, 3, 7]
Barajar
El método shuffle toma una lista de elementos y modifica su orden de manera aleatoria. Es importante notar que no genera una salida con el nuevo orden de los elementos sino que modifica la lista existente.
import random
poblacion = ["Alexa", "Ximena", "Michelle" ,"Jerónimo", "Francisco",
"Cristóbal", "Máximo", "Pablo", "Agustina" , "Daniela"]
random.shuffle(poblacion)
En este artículo hemos visto algunas de las funciones del módulo random para la selección de elementos. Este tipo de métodos pueden utilizarse para sistemas que requieren elecciones aleatorias, concursos, juegos de azar y simulaciones de fenómenos probabilísticos. Si se quieren generar números aleatorios que respondan a distribuciones estadísticas específicas pueden revisar el artículo anterior. Espero que les sirva!
