Матрица Рандомизировать с порядком

Question

у меня матрица состоит из 357 элементов 17 * 21 Элементы матрицы 357 имеют 1,2,3,4,5 и время повторения для каждого из них следующим образом (1 * 50, 2 * 50, 3 * 86, 4 * 86, 5 * 85 = 357 элементов) Я бы упорядочил эти элементы в матрице относительно одного из следующих вариантов:

1-Либо нет аналогичных элементов с одинаковой диагональю (или линией), например, если есть «2», вокруг него не будет других «2».

2-Или максимум два равных элемента могут быть на одной диагонали (или линии).

A = [  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1; 
       1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1;
       1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2;
       2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2;
       2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3;
       3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3;
       3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3;
       3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3;
       3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4;
       4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4;
       4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4;
       4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4;
       4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5;
       5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5;
       5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5;
       5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5;
       5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5;
     ]