PythonでKサイズのリストをN個ランダムに生成する方法

サイズKのリストをN個、ランダムに生成したい場面は意外と多くあります。本記事では、randomモジュールのshuffle関数とジェネレータを組み合わせて、元のリストの要素をシャッフルしながら先頭K個を取り出す方法を解説します。

サンプルコード

以下に実際の実装例を示します。

from random import shuffle

def gen_random_list(my_val, K):
   while True:
      shuffle(my_val)
      yield my_val[:K]

my_list = [12, 45, 76, 32, 45, 88, 99, 0, 1]
print("The list is ")
print(my_list)

K, N = 4, 5
print("The value of K is ")
print(K)
print("The value of N is ")
print(N)

my_result = []
for elem in range(0, N):
   my_result.append(next(gen_random_list(my_list, K)))

print("The result is " )
print(my_result)

実行結果

The list is
[12, 45, 76, 32, 45, 88, 99, 0, 1]
The value of K is
4
The value of N is
5
The result is
[[88, 76, 99, 12], [12, 99, 32, 76], [32, 76, 12, 99], [32, 45, 0, 12], [76, 0, 1, 45]]

コードの解説

• まず、必要なパッケージとしてrandomモジュールからshuffle関数をインポートします。

• 次に、値のリストとサイズ「K」を引数に取るメソッドgen_random_listを定義します。

• このメソッド内では、shuffle関数でリストの順序をランダムに入れ替え、スライス構文my_val[:K]によって先頭からK個の要素を取り出し、yieldを使ってジェネレータとして結果を返します。

• メソッドの外側では、元となるリストを定義し、コンソールに表示します。

• KとNの値を設定し、それぞれコンソールに出力します。

• 結果を格納するための空のリストを用意します。

• 0からNまでの範囲をループ処理し、そのたびにnext()でジェネレータから新しいランダムなリストを取得して、空のリストに追加していきます。

• 最終的に、生成されたN個のリストをコンソールに出力します。

ポイントまとめ

• shuffleは元のリストを直接書き換える（破壊的変更）ため、元の順序を保持したい場合は事前にコピーを作成しておくと安全です。

• ジェネレータ関数を使用することで、必要な回数だけ都度ランダムな組み合わせを遅延評価で取得でき、メモリ効率にも優れています。

• 重複する要素を含むリストの場合、同じ組み合わせが生成される可能性もあります。完全に一意な組み合わせが必要な場合は、itertools.permutationsなどとの併用も検討しましょう。