Метод shuffle

Метод shuffle класса Generator изменяет порядок элементов массива случайным образом. Он работает непосредственно с исходным массивом (in-place), то есть не создает новый массив, а переставляет элементы в существующем. Первым параметром метод принимает массив или изменяемую последовательность. Для многомерных массивов по умолчанию перемешиваются только элементы первого измерения (строки), если не указано иное.

Синтаксис

generator.shuffle(arr, axis=None)

Параметры

Метод имеет два параметра:

arr - массив или изменяемая последовательность, элементы которой нужно перемешать. Для многомерных массивов перемешивание происходит вдоль первой оси по умолчанию.
axis - необязательный параметр, определяющий ось, вдоль которой выполняется перемешивание. Если ось не указана, перемешиваются элементы вдоль первой оси. Для одномерных массивов параметр игнорируется.

Пример

Давайте создадим генератор случайных чисел с фиксированным зерном и перемешаем одномерный массив:

import numpy as np

rng = np.random.default_rng(0)
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10])
rng.shuffle(arr)
print(arr)

Результат выполнения кода:

[6 9 7 2 3 8 1 5 4 0]

Обратите внимание, что исходный массив был изменен - элементы перемешались случайным образом.

Пример

Теперь перемешаем двумерный массив. По умолчанию перемешиваются только строки (первая ось):

import numpy as np

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

Результат выполнения кода:

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

Как видно, строки массива поменялись местами, а содержимое каждой строки осталось без изменений.

Пример

С помощью параметра axis можно указать, по какой оси перемешивать элементы. Например, перемешаем столбцы двумерного массива (ось 1):

import numpy as np

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

Результат выполнения кода:

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

Теперь элементы в каждой строке перемешались независимо - столбцы переставлены внутри каждой строки.

Пример

Метод shuffle работает только с изменяемыми объектами. Попытка передать неизменяемую последовательность вызовет ошибку:

import numpy as np

rng = np.random.default_rng(3)
arr_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)
try:
	rng.shuffle(arr_tuple)
except TypeError as e:
	print(e)

Результат выполнения кода:

"shuffle() only supports mutable sequence types"

Для кортежей и других неизменяемых последовательностей используйте метод permutation, который возвращает новый перемешанный массив.

Пример

Метод shuffle также можно использовать с обычными списками Python:

import numpy as np

rng = np.random.default_rng(4)
my_list = [10, 20, 30, 40, 50]
rng.shuffle(my_list)
print(my_list)

Результат выполнения кода:

[40, 10, 50, 30, 20]

Обратите внимание, что метод изменяет список на месте, как и в случае с массивами.

Смотрите также

метод permutation,
который возвращает новый перемешанный массив, не изменяя исходный
метод permuted,
который перемешивает элементы вдоль указанной оси независимо для каждого среза
метод choice,
который генерирует случайную выборку из массива с возможностью повторений
метод random,
который генерирует случайные числа в полуоткрытом интервале [0.0, 1.0)