python - 如何随机改变二进制列表中的 5 个值？

Question

我正在编写一个遗传算法，其中我需要从二进制列表 genotype 中选择 5 个数字并将它们翻转，因此 1 → 0 和 0 → 1 。我尝试将我的代码放入带有 range(1,6) 的循环中，但是当我这样做时，它仍然只更改了其中一个数字。下面是我没有循环的原始代码，它随机选择一个二进制值并对其进行变异。除了列表中的 5 个元素之外，有没有人知道这样做的更好方法？

genotype = [1,0,0,1,0,0,1,1,1,0]

def mutate(self):
  gene = random.choice(genotype)
  if genotype[gene] == 1:
    genotype[gene] = 0
  else:
    genotype[gene] = 1
  return genotype

Answer 1

虽然您的主要问题在 ilyankou 给出的答案后似乎已解决:

for i in random.sample(range(len(genotype)), 5):
    genotype[i] ^= 1

并且建议了这种替代(更现实)的突变模型:

for i in [random.choice(range(len(genotype))) for _ in range(5)]:
    genotype[i] ^= 1

我发现这个观察 很有挑战性 并且有点鼓舞人心

I tried putting my code in a loop with a range(1,6) however when I do this it still only changes one of the numbers.

这总是真的吗？可以或必须吗？

我尝试了以下代码的几次运行(我从您的原始代码中删除了多余的 self)

import random
genotype = [1,0,0,1,0,0,1,1,1,0]

def mutate():
  gene = random.choice(genotype)
  if genotype[gene] == 1:
    genotype[gene] = 0
  else:
    genotype[gene] = 1
  return genotype

print(genotype)

for _ in range(1,6):
    mutate()

print(genotype)

并且只观察到这些输出:

[0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0] -- 索引 0 处的基因翻转

[1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0] -- 索引 1 处的基因翻转

事实上，这个 必须是这样的 奇数调用 到上面的 mutate 函数:

因为 gene 是 0 和 1 之一，并且同一基因上的双翻转会重现初始值，所以只会保留与选择奇数次的基因索引相对应的突变，并且因为您将其称为 range(1, 6)(奇数总数) ，整个过程中只有 0和 1之一可以是奇数。