随机数 random

Python 的标准函数“random”提供了产生随机数的方法，不论是随机整数、随机浮点数，或要从串列中随机取值，都能透过 random 标准函数来实现。

本篇使用的 Python 版本为 3.7.12，所有范例可使用 Google Colab 实作，不用安装任何软件 ( 参考：使用 Google Colab )

random 常用方法

下方列出几种 random 模组常用的方法 ( 参考 Python 官方文件：random )：

import random

要使用 random 必须先 import random 模组，或使用 from 的方式，单独 import 特定的类型。

import random
from random import sample

seed(x)

Python random 模组所产生的随机数并不是真正的“随机”，而是算法根据“种子 seed”产生的一组数字，默认这个 seed 以电脑系统的时间为主，因此如果种子相同，就会产生相同的随机数，以下方的程序为例，种子如果都是 1，产生的随机数就一模一样。

import random
random.seed(1)
print(random.random())   # 0.13436424411240122
random.seed(1)
print(random.random())   # 0.13436424411240122
random.seed(1)
print(random.random())   # 0.13436424411240122

random()

random.random() 使用后会产生一个 0.0～1.0 之间的随机浮点数。

import random
print(random.random())   # 0.6958328667684435

uniform(x, y)

random.uniform(x, y) 使用后会产生一个 x～y 之间的随机浮点数。

import random
print(random.uniform(3,5))   # 3.691400829417505

randint(x, y)

random.randint(x, y) 使用后会产生一个 x～y 之间的随机整数。

import random
print(random.randint(2,10))    # 7

randrange(x, y, step)

random.randrange(x, y, step) 使用后会产生一个 x～y 之间的随机整数，step 默认为 1，表示要间隔多少数字，例如下方的程序将 step 设定为 2，取出的随机数就都会是偶数。

import random
print(random.randrange(2,10,2))   # 6

random.randrange 也可以只设定一个数字，表示 0～这个数字之间的随机整数。

import random
print(random.randrange(10))    # 9

choice(seq)

random.choice(seq) 可以从一个字串、串列或 tuple 中 ( 有顺序的对象 )，随机取出一个项目。

import random
print(random.choice([1,2,3,4,5]))  # 2  串列
print(random.choice((1,2,3,4,5)))  # 5  tuple
print(random.choice('12345'))      # 1  字串

choices(seq, k)

random.choices(seq, k) 可以从一个字串、串列或 tuple 中 ( 有顺序的对象 )，随机取出 k 个项目，取出的项目可能会重复，并将这 k 个项目组成一个新的串列。

import random
print(random.choices([1,2,3,4,5],k=2))  # [2, 1]
print(random.choices((1,2,3,4,5),k=3))  # [3, 1, 1]
print(random.choices('12345',k=4))      # ['2', '5', '4', '4']

sample(seq, k)

random.sample(seq, k) 可以从一个字串、串列或 tuple 中 ( 有顺序的对象 )，随机取出 k 个项目，每个项目不会重复，并将这 k 个项目组成一个新的串列，k 一定要填入数字，且不能大于对象的长度 ( 例如串列的长度是 4，k 就不能大于 4 )。

import random
print(random.sample([1,2,3,4,5], k=4))   # [2, 5, 3, 4]
print(random.sample((1,2,3,4,5), k=4))   # [2, 1, 5, 4]
print(random.sample('12345', k=4))       # ['2', '5', '3', '1']

shuffle(list)

random.shuffle(seq) 使用后，会将原本的“串列”顺序打乱 ( 不支援 tuple，因为 tuple 不能被修改 )。

a = [1,2,3,4,5]
print(a)           # [1,2,3,4,5]
random.shuffle(a)
print(a)           # [3, 2, 5, 4, 1]

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