複数の変数の候補値の中からそれぞれ値を選んで、決まった数だけ組合せを作りたい

Question

下記のように、複数の変数に候補の数字があります。

variables = {'variable1': [1, 2, 3, 4, 5],
'variable2': [0, 10, 20, 30],
'variable3': [5, 10, 15, 20]
}

これから各変数から値を1つずつとって、組合せを作りたいと考えています。
例えば、[2, 10, 15]のといった形となります。
これを100通り作るとか数も指定できるようにしたいです。
number_of_samples = 100

ただし、下記の条件で発生させたいと思います。
(1) 重複したものは除く
(2) 例えば、variable2と3の和は35以下にする
(3) 発生したサンプルの和を30～50に設定する

これを表形式（csv）で以下のように出力されていけば嬉しいです。
（順番はランダムでも何でもかまいません）

1, 10, 15
3, 0, 10
2, 20, 5
・
・
・

（とnumber_of_samplesの数だけ発生）

一連の流れについてご教授いただけると幸いです。
よろしくお願いいたします。

Comments

[quickquip]

どこまでできているのか（どこが自分でできるか）を書きましょう。

[R.Shigemori]

やりたいことはわかりましたが、何が問題なのかが分かりません。何ができていて何ができていないのかを示したほうがいいと思います

[tachikoma]

csvに書き出す順番はランダム？

Answer 1

とりあえず、単純に
(1) 各リストからの全ての組み合わせを求める
(2) 上記の組み合わせから条件で絞る
(3) その中からランダムでＮ個サンプルする
をそのまま組んでみるとよいのではないでしょうか

(1)は iteratools.product()にて実装できます
直積集合を求める
https://docs.python.jp/3/library/itertools.html#itertools.product

v0 = variables['variable1']
v1 = variables['variable2']
v2 = variables['variable3']
p1 = itertools.product(v0,v1,v2)

(2)は単純にループや内包表記などで実装できます

p2 = [d for d in p1 if d[1]+d[2]<=35]
print(p2)

(3)はrandom.sample()で実装できます
リストの中から重複なしのN個の要素を返す
https://docs.python.jp/3/library/random.html#random.sample

N = 10
res = random.sample(p2, N)
print(res)

ということで、まとめるとこんな感じ

from itertools import product
from random import sample

number_of_samples = 10
variables = {
    'variable1': [1, 2, 3, 4, 5],
    'variable2': [0, 10, 20, 30],
    'variable3': [5, 10, 15, 20, 100]
}

v0 = variables['variable1']
v1 = variables['variable2']
v2 = variables['variable3']
res = sample([p for p in product(v0,v1,v2) if p[1]+p[2]<=35], number_of_samples)
# [(2, 10, 20), (3, 10, 15), (5, 10, 15), (1, 20, 10), (1, 30, 5), (4, 10, 10), (5, 0, 15), (3, 0, 10), (4, 10, 5), (4, 0, 15)]

Comments

[MOSMOS2]

できました！大変勉強になりました。ありがとうございました。

Answer 2

variables = {'variable1': [1, 2, 3, 4, 5],

'variable2': [0, 10, 20, 30],
'variable3': [5, 10, 15, 20]
}
これから各変数から値を1つずつとって、組合せを作りたいです。

from itertools import product
cmb = product(
    variables["variable1"],
    variables["variable2"],
    variables["variable3"])
# items = list(cmb)

(1) 重複したものは除く

これはすでに満たされています。

(2) 例えば、variable2と3の和は35以下にする

filterとlambdaを使ってみましょうか。

from itertools import product
cmb = product(
    variables["variable1"],
    variables["variable2"],
    variables["variable3"])

maxlimit = 35
cmbf = filter(lambda x: x[1] + x[2] < maxlimit, cmb)
# items = list(cmbf)

書き出し部分にはいろいろな方法がありますが、ここではprintでやってみましょうか（オプションの意味は興味があれば調べてみてください）。

number_of_samples = 30
with open("temp.csv", "w") as f:
    for i, items in enumerate(cmbf):
        if i == number_of_samples:
            # 特定回数書き出したら終了する
            break
        print(*items, sep=",", end="\n", file=f)

Comments

[tachikoma]

イテレータの遅延評価を利用しているので最初はとっつきにくいかもしれませんが、組み合わせの全要素を展開することはしないためメモリ効率はいいはず（予想＋期待）。

[MOSMOS2]

ありがとうございます。csvファイルを開いたところ空でした、、がサンプルの抽出まではできました。大変助かりました。