在Python中模拟随机游走

Question

我正在使用Python 3.我的代码尝试在3维中模拟random walk的N个步骤。在每个步骤中，选择一个随机方向（北，南，东，西，上，下），每个方向有1/6的概率，并在该方向上采用大小为1的步骤。然后打印新的位置。起始位置是原点（0,0）。

即使没有错误消息，代码也不起作用。我们应该移动只有一步x，y或z。然而，在结果中，我发现有时候我根本不动，有时候我会向一个以上的方向移动。

这里是我的代码：

import random 

N = 30 

n = random.random() 

x = 0 
y = 0 
z = 0 
count = 0 

while count <= N: 

    if n < 1/6: 
     x = x + 1   
     n = random.random() 
    if n >= 1/6 and n < 2/6: 
     y = y + 1   
     n = random.random() 
    if n >= 2/6 and n < 3/6: 
     z = z + 1   
     n = random.random() 
    if n >= 3/6 and n < 4/6: 
     x = x - 1   
     n = random.random() 
    if n >= 4/6 and n < 5/6: 
     y = y - 1   
     n = random.random() 
    if n >= 5/6: 
     z = z - 1   
     n = random.random() 

    print("(%d,%d,%d)" % (x,y,z)) 
    count = count + 1 

print("squared distance = %d" % (x*x + y*y + z*z)) 

你怎么认为我可以解决这一问题？

非常感谢。

Answer 1

您应该使用elif而不是如此多的ifs。每次评估if时，n的值都会发生变化，然后可能有资格获得下一个if。

Answer 2

你不仅应该使用elif，即使是性能，但你并不需要在循环的多个n = random.random()语句 - 一个会做：

import random 

N = 30 

x = 0 
y = 0 
z = 0 

for _ in range(N): 

    n = random.random() 

    if n < 1/6: 
     x += 1 
    elif 1/6 <= n < 2/6: 
     y += 1 
    elif 2/6 <= n < 3/6: 
     z += 1 
    elif 3/6 <= n < 4/6: 
     x -= 1 
    elif 4/6 <= n < 5/6: 
     y -= 1 
    elif n >= 5/6: 
     z -= 1 

    print(f"({x},{y},{z})") # python 3.6ism 

print("squared distance = {}".format(x*x + y*y + z*z)) 

Answer 3

不管的Python版本您使用，你需要实现@cdlane提供的答案。

如果您使用的是Python 2.X，那么您的其他问题是Python将您的数字解释为ints。为了解决这个问题，你需要添加.分母即

if n < 1/6.:

，而不是

if n < 1/6:

1/6和其它部分被解释为ints - 通过键入print 1/6你可以自己去查这将给你0或打印实际类型print type(1/6) - 这将产生<type 'int'>。

正因为如此，当你运行你的程序时，所有的ns只会满足最后一个条件（全部会大于0）。