random库概述

在Python编程中，我们经常需要生成随机数来模拟真实情况、实现游戏逻辑、进行数据采样等。Python提供了一个名为random的内置库，它为我们提供了丰富的随机数生成功能。本文将详细介绍random库的使用，包括随机数生成、随机数种子、随机选择元素、洗牌等，让我们一起探索这个强大的库。

random库是使用随机数的Python标准库

• 伪随机数: 采用梅森旋转算法生成的(伪)随机序列中元素
• random库主要用于生成随机数
• 使用random库: import random

random库包括两类函数，常用共8个

• 基本随机数函数： seed(), random()
• 扩展随机数函数： randint(), getrandbits(), uniform(),
  randrange(), choice(), shuffle()

基本随机数函数

>>> import random
>>> random.seed(10)
>>> random.random()
0.5714025946899135
>>> random.random()
0.4288890546751146

>>> import random
>>> random.seed(10)
>>> random.random()
0.5714025946899135
>>> random.seed(10)
>>> random.random()
0.5714025946899135

扩展随机数函数

随机数函数的使用

• 能够利用随机数种子产生"确定"伪随机数
• 能够产生随机整数
• 能够对序列类型进行随机操作
  需要掌握的能力

应用

• 随机数生成：

Python的random库可以用于生成不同类型的随机数。其中，random.random()函数生成0到1之间的随机浮点数。

import random

# 生成0到1之间的随机浮点数
random_num = random.random()
print(random_num)

• 1. 生成指定范围的随机整数：

random.randint(a, b)函数可以生成指定范围内的随机整数，包括a和b

import random

# 生成1到10之间的随机整数
random_int = random.randint(1, 10)
print(random_int)

• 1. 设置随机数种子：

random库中的随机数生成是基于伪随机数算法的，为了让随机数可重复，我们可以使用random.seed()设置随机数种子

import random

# 设置随机数种子为0
random.seed(0)

# 生成0到1之间的随机浮点数
random_num1 = random.random()

# 重新设置随机数种子为0
random.seed(0)

# 再次生成0到1之间的随机浮点数
random_num2 = random.random()

print(random_num1)  # 输出：0.8444218515250481
print(random_num2)  # 输出：0.8444218515250481

• 1. 从列表中随机选择元素：

random.choice(seq)函数可以从给定的序列中随机选择一个元素。

import random

fruits = ["apple", "banana", "orange", "grape"]

# 从fruits列表中随机选择一个水果
random_fruit = random.choice(fruits)
print(random_fruit)

• 1. 随机洗牌：

random.shuffle(seq)函数用于将序列中的元素随机打乱。

import random

cards = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

# 洗牌
random.shuffle(cards)
print(cards)

• 1. 随机采样：

random.sample(population, k)函数可以从指定的序列中随机选择k个元素。

import random

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

# 从numbers列表中随机选择3个数字
random_sample = random.sample(numbers, 3)
print(random_sample)

• 1. 正态分布随机数：

random.gauss(mu, sigma)函数可以生成具有指定均值和标准差的随机浮点数，符合正态分布。

import random

# 生成均值为0，标准差为1的正态分布随机数
random_num = random.gauss(0, 1)
print(random_num)

总结

random库为Python编程提供了强大的随机数生成功能。在本文中，我们详细介绍了random库的使用，包括随机数生成、随机数种子、随机选择元素、洗牌和随机采样等。通过这些功能，我们可以轻松地实现各种随机性的需求，从而模拟真实情况、加强数据样本的多样性，或者用于游戏逻辑的设计。

掌握random库的使用对于学习Python编程和应用开发至关重要。在实际项目中，您可能经常需要处理随机性，而这个强大的库可以为您提供更多可能性。通过练习和实践，您将能够更加熟练地使用random库，为您的Python程序增添更多的乐趣和惊喜！让我们一起探索Python的随机数世界，开启编程的新篇章