np.random.shuffle詳解

一、什麼是np.random.shuffle?

np.random.shuffle是numpy中的一個函數，可以對序列隨機進行重排。

該函數採用的是打亂序列的方法，也就是根據序列本身的內部結構，隨機打亂內部順序。具體實現方式會在後面的代碼示例中給出。

二、np.random.shuffle函數使用方法

np.random.shuffle函數的使用方法比較簡單，只需要在調用該函數時傳入一個序列，該序列就會被隨機打亂順序。

下面是一個簡單的示例，展示了如何對一個列表進行隨機打亂：

import numpy as np

a = [1, 2, 3, 4, 5]
np.random.shuffle(a)
print(a)

執行以上代碼，會輸出一個隨機打亂後的列表，例如：

[5, 4, 2, 1, 3]

我們也可以對一個多維數組的行進行隨機打亂：

import numpy as np

a = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
np.random.shuffle(a)
print(a)

執行以上代碼，會輸出一個隨機打亂後的多維數組，例如：

[[4, 5, 6], [7, 8, 9], [1, 2, 3]]

三、np.random.shuffle的實現原理

np.random.shuffle函數的實現原理比較簡單。在打亂序列之前，我們需要先定義一個隨機種子，該隨機種子可以控制每次打亂的結果，從而實現可重複的隨機打亂效果。

在打亂序列時，我們可以通過兩種方式來實現：

1、隨機選取一個元素，並將其放到序列的尾部；

2、隨機選取一個元素，並將其與序列中某個位置的元素進行交換。

實現方式2相比於實現方式1要更加高效，因為每次只需要交換兩個元素的位置即可，而實現方式1需要將一個元素從頭移到尾部。

四、np.random.shuffle的應用場景

np.random.shuffle函數的應用場景比較多，例如：

1、遊戲開發中的隨機地圖生成；

2、數據挖掘中的樣本隨機打亂；

3、機器學習中的數據集隨機劃分等。

下面是一個簡單的示例，展示了如何對一個數據集進行隨機劃分：

import numpy as np

data = np.loadtxt('data.csv', delimiter=',')
np.random.shuffle(data)

train_data = data[:800]
test_data = data[800:]

以上代碼可以將data.csv文件中的數據集隨機打亂順序，並將前800個樣本作為訓練集，後200個樣本作為測試集。

五、總結

np.random.shuffle函數是numpy中的一個非常常用的函數，可以用來對序列進行隨機打亂。

該函數的使用方法非常簡單，只需要將需要進行打亂的序列傳遞給該函數即可。

在實現上，np.random.shuffle函數通過隨機交換序列中的元素來實現隨機打亂的效果。