Numpy Python随机抽样两个数组但保持下标相同

在数据处理和数据分析中，经常需要从大量的数据中抽取样本进行处理和分析。在Python中，numpy是一个非常强大的库，可以帮助我们高效地处理数组和矩阵，其中随机抽样也是numpy库中的一个重要的功能。

本文将针对numpy库中的随机抽样功能，介绍如何利用numpy随机抽样两个数组，但保持下标相同的实现方法。

阅读更多：Numpy 教程

什么是numpy库？

在介绍如何使用numpy库进行随机抽样之前，我们首先需要了解numpy库。

numpy库是一个用于科学计算的Python库。
numpy中最重要的对象是N维数组(numpy.ndarray)。
numpy提供了丰富的数学函数库，可以进行矩阵操作、数组操作、随机数生成等等。

随机抽样函数

numpy库提供了多种随机抽样函数，如下所示：

numpy.random.choice(a, size=None, replace=True, p=None)：从序列a中随机抽取size大小的样本，replace表示是否可以重复抽取，p表示每个元素被抽取的概率，如果没有指定，则每个元素的概率相等。
numpy.random.permutation(x)：随机将一个序列x的所有元素打乱。
numpy.random.shuffle(x)：随机打乱一个序列x。
numpy.random.rand(d0, d1, ..., dn)：产生一个d0 x d1 x … x dn的随机数数组，元素取值在[0, 1)之间。
numpy.random.randn(d0, d1, ..., dn)：产生一个d0 x d1 x … x dn的随机数数组，元素取值符合标准正态分布。
numpy.random.randint(low,high=None,size=None,dtype='l')：返回一个随机整型数，位于半开区间[low, high)内。

在本文中，我们将主要使用numpy.random.choice()函数。

随机抽样两个数组

随机抽样两个数组的问题，实质上就是从两个数组中随机选择相同数量的元素，并保持元素的下标相同。

具体而言，假设原始数组为x和y，我们要从中随机选取50个元素进行处理，选出的元素下标在两个数组中应该是相同的。

下面，我们将介绍如何实现随机抽样两个数组：

import numpy as np

# 生成原始数据
x = np.arange(100)
y = np.arange(100, 200)

# 生成下标
index = np.arange(100)
np.random.shuffle(index)

# 随机选择50个元素
select_index = index[:50]

# 从x和y中选择相应的元素
select_x = x[select_index]
select_y = y[select_index]

以上代码中，我们首先生成了两个长度为100的原始数据x和y，然后生成了一个长度为100的下标数组index，并且随机打乱了index的顺序。

接着，我们选择了index中的前50个元素作为选取的下标，这里使用了numpy中的切片操作。最终，我们从原始数组x和y中选取了下标为select_index的元素作为新的样本，也就是我们需要的结果。

随机抽样两个数组示例

为了更好地理解随机抽样两个数组的实现过程，我们在这里通过一个简单的示例来演示整个过程。

假设原始数组为：

“` pythonimport numpy as np

x = np.array([10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100])
y = np.array([100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000])

现在我们要从`x`和`y`中随机选择3个元素，并保证选择的元素在两个数组中下标相同。我们可以按照如下步骤实现：

``` python
# 生成下标
index = np.arange(len(x))
np.random.shuffle(index)

# 随机选择3个元素
select_index = index[:3]

# 从x和y中选择相应的元素
select_x = x[select_index]
select_y = y[select_index]

# 打印结果
print("原始数组x：", x)
print("原始数组y：", y)
print("选取的下标：", select_index)
print("选取的元素x：", select_x)
print("选取的元素y：", select_y)

运行上述代码，我们可以得到如下输出结果：

原始数组x： [ 10  20  30  40  50  60  70  80  90 100]
原始数组y： [ 100  200  300  400  500  600  700  800  900 1000]
选取的下标： [2 6 4]
选取的元素x： [30 70 50]
选取的元素y： [300 700 500]

从输出结果可以看出，我们成功地从x和y中随机选择了3个元素，并保证了选择的元素在两个数组中下标相同。