Python 内置子產品之 random
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random 庫是 Python 中生成随機數的标準庫，包含的函數清單如下：
- 基本随機函數：
seed
random
getstate
setstate
- 擴充随機函數：
randint
getrandbits
randrange
choice
shuffle
sample
- 分布随機函數：
uniform
triangular
betavariate
expovariate
gammavariate
gauss
lognormvariate
normalvariate
vonmisesvariate
paretovariate
weibullvariate
variate
基本随機函數
seed 與 random 函數
seed 函數初始化一個随機種子，預設是目前系統時間。
random 函數 生成一個 [0.0,1.0) 之間的随機小數 。
具體代碼如下：
import random
random.seed(10)
x = random.random()
print(x) 複制
其中需要說明的是
random.seed
函數， 通過 seed 函數 可以每次生成相同的随機數，例如下述代碼：
import random
random.seed(10)
x = random.random()
print(x)
random.seed(10)
y = random.random()
print(y) 複制
在不同的代碼上擷取到的值是不同的，但是 x 與 y 是相同的。
0.5714025946899135
0.5714025946899135 複制
12.1.2 getstate() 和 setstate(state)
getstate
函數用來記錄随機數生成器的狀态，
setstate
函數用來将生成器恢複到上次記錄的狀态。
# 記錄生成器的狀态
state_tuple = random.getstate()
for i in range(4):
print(random.random())
print("*"*10)
# 傳入參數後恢複之前狀态
random.setstate(state_tuple)
for j in range(4):
print(random.random()) 複制
輸出的随機數兩次一緻。
0.10043296140791758
0.6183668665504062
0.6964328590693109
0.6702494141830372
**********
0.10043296140791758
0.6183668665504062
0.6964328590693109
0.6702494141830372 複制
擴充随機函數
random 擴充随機函數有如下幾個：
randint`、`getrandbits`、`randrange`、`choice`、`shuffle`、`sample 複制
randint 和 randrange
randint
生成一個
[x,y]
區間之内的整數。
randrange
生成一個
[m,n)
區間之内以
k
為步長的随機整數。
測試代碼如下：
x = random.randint(1,10)
print(x)
y = random.randrange(1,10,2)
print(y) 複制
這兩個函數比較簡單，
randint
函數原型如下：
random.randint(start,stop) 複制
參數
start
表示最小值，參數
stop
表示最大值，兩頭都是閉區間，也就是
start
和
stop
都能被擷取到。
randrange
函數原型如下：
random.randrange(start,stop,step) 複制
如果函數調用時隻有一個參數，預設是從 0 到該參數值，該函數與
randint
差別在于，函數是左閉右開，最後一個參數是步長。
查閱效果，可以複制下述代碼運作：
for i in range(3):
print("*"*20)
print(random.randrange(10))
print(random.randrange(5,10))
print(random.randrange(5,100,5)) 複制
getrandbits(k) 和 choice(seq)
getrandbits
生成一個 k 比特長的随機整數，實際輸出的是 k 位二進制數轉換成的十進制數。
choice
從序列中随機選擇一個元素。
x = random.getrandbits(5)
print(x)
# 生成的長度是 00000-11111 複制
getrandbits(k)
函數可以簡單描述如下：輸出一個 $[0,2^k-1]$ 範圍内一個随機整數，
k
表示的是 2 進制的位數。
choice
就比較簡單了，從清單中傳回一個随機元素。
import random
my_list = ["a", "b", "c"]
print(random.choice(my_list)) 複制
shuffle(seq) 和 sample(pop,k)
shuffle
函數用于将序列中的元素随機排序，并且原序列被修改。
sample
函數用于從序列或者集合中随機選擇 k 個選擇，原序列不變。
my_list = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
random.shuffle(my_list)
print(my_list) 複制
shuffle
函數隻能用于可變序列，不可變序列（如元組）會出現錯誤。
my_list = ["夢想", "橡皮擦", 1, 2, [3, 4]]
print(my_list)
ls = random.sample(my_list, 4)
print(ls) 複制
分布随機函數
該部分涉及的比較多，重點展示重要和常見的一些函數。
uniform(a,b) 、betavariate 和 triangular 函數
uniform
生成一個
[a,b]
之間的随機小數，采用等機率分布。
betavariate
生成一個
[0,1]
之間的随機小數，采用
beta
分布。
triangular
生成一個
[low,high]
之間的随機小數，采用三角分布。
在使用
uniform
時候需要注意，如果 a<b，那麼生成一個 b-a 之間的小數。
for i in range(3):
print(random.uniform(4, 1)) 複制
其它分布随機函數
以下都是生成随機數的方法，隻是底層核心算法不同。
、、、、、、、。
-
expovariate
(0,∞)
-
gammavariate
-
gauss
-
lognormvariate
-
normalvariate
-
vonmisesvariate
-
paretovariate
-
weibullvariate
這篇部落格的總結
本篇部落格學習了 Python 中随機數相關的知識點，希望對你有所幫助。