随机数可以用于数学,游戏,安全等领域中,还经常被嵌入到算法中,用以提高算法效率,并提高程序的安全性。平时数据分析各种分布的数据构造也会用到。
random模块,用于生成伪随机数,之所以称之为伪随机数,是因为真正意义上的随机数(或者随机事件)在某次产生过程中是按照实验过程中表现的分布概率随机产生的,其结果是不可预测的,是不可见的。而计算机中的随机函数是按照一定算法模拟产生的,对于正常随机而言,会出现某个事情出现多次的情况。
但是伪随机,在事情触发前设定好,就是这个十个事件各发生一次,只不过顺序不同而已。现在MP3的随机列表就是用的伪随机,把要播放的歌曲打乱顺序,生成一个随机列表而已,每个歌曲都播放一次。真实随机的话,会有出现某首歌多放次的情况,歌曲基数越多,重放的概率越大。
注意:random()是不能直接访问的,需要导入 random 模块,然后通过 random 静态对象调用该方法。
#加载所需要的包import random import matplotlib.pyplot as pltimport seaborn as sns
#加载所需要的包import random import matplotlib.pyplot as pltimport seaborn as sns
01 random
描述:random.random() 用于生成一个0到1的随机符点数: 0 <= n < 1.0
语法:random.random()
L = [0,1,2,3,4,5]random.choice(L)2L = 'wofeichangshuai'random.choice(L)'h'
02 choice
描述:从非空序列seq中随机选取一个元素。如果seq为空则弹出 IndexError异常。
语法:random.choice( seq)seq 可以是一个列表,元组或字符串。
L = [0,1,2,3,4,5]random.choice(L)2L = 'wofeichangshuai'random.choice(L)'h'
03 choices
描述:从集群中随机选取k次数据,返回一个列表,可以设置权重。
注意每次选取都不会影响原序列,每一次选取都是基于原序列。
语法:random.choices(population,weights=None,*,cum_weights=None,k=1)
参数:
- population:集群。
- weights:相对权重。
- cum_weights:累加权重。
- k:选取次数。
random.getrandbits(10)379
04 getrandbits
描述:返回一个不大于K位的Python整数(十进制),比如k=10,则结果在0~2^10之间的整数。
语法:random.getrandbits(k)
random.getrandbits(10)379
05 getstate
描述:返回一个捕获到的 生成器当前内部状态 的对象,可以将此对象传递给 setstate() 以恢复到这个状态。
语法:random.getstate()
06 setstate
描述:state 应该是从之前调用 getstate() 获得的,而 setstate() 将生成器的内部状态恢复到调用 getstate() 时的状态。根据下面的例子可以看出,由于生成器内部状态相同时会生成相同的下一个随机数,我们可以使用 getstate() 和 setstate() 对生成器内部状态进行获取和重置到某一状态下。
语法:random.setstate(state)
state = random.getstate()random.random()0.489148634943random.random()0.22359638172661822random.setstate(state)random.random()0.48914863494
07 randint
描述:用于生成一个指定范围内的整数。
语法:random.randint(a, b),其中参数a是下限,参数b是上限,生成的随机数n: a <= n <= b
random.randint(1, 8)3random.randint(1, 8)4
08 randrange
描述:按指定基数递增的集合中 获取一个随机数。如:random.randrange(10, 100, 2),结果相当于从[10, 12, 14, 16, … 96, 98]序列中获取一个随机数,random.randrange(10, 100, 2)在结果上与 random.choice(range(10, 100, 2) 等效。
语法:random.randrange([start], stop[, step])
- 不指定step,随机生成[a,b)范围内一个整数。
- 指定step,step作为步长会进一步限制[a,b)的范围,比如randrange(0,11,2)意即生成[0,11)范围内的随机偶数。
- 不指定a,则默认从0开始。
#不限制[random.randrange(0,11) for i in range(5)][4, 6, 3, 9, 5]#随机偶数,运行5个数[random.randrange(0,11,2) for i in range(5)][2, 4, 8, 8, 6]
09 sample
描述:从population样本或集合中随机抽取K个不重复的元素形成新的序列。常用于不重复的随机抽样。返回的是一个新的序列,不会破坏原有序列。要从一个整数区间随机抽取一定数量的整数,请使用sample(range(1000000), k=60)类似的方法,这非常有效和节省空间。如果k大于population的长度,则弹出ValueError异常。
语法:random.sample(population, k)
注意:与random.choices()的区别:一个是选取k次,一个是选取k个,选取k次的相当于选取后又放回,选取k个则选取后不放回。故random.sample()的k值不能超出集群的元素个数。
random.sample(range(1000), k=5)[82, 678, 664, 177, 376]L = [0,1,2,3,4,5]random.sample(L,3)[5, 3, 1]random.sample(L,3)[2, 4, 5]
10 seed
描述:初始化伪随机数生成器。如果未提供a或者a=None,则使用系统时间为种子。如果a是一个整数,则作为种子。伪随机数生成模块。如果不提供 seed,默认使用系统时间。使用相同的 seed,可以获得完全相同的随机数序列,常用于算法改进测试。
语法:random.seed(a=None, version=2)
a = random.Random()a.seed(1)[a.randint(1, 100) for i in range(20)][14, 85, 77, 26, 50, 45, 66, 79, 10, 3, 84, 44, 77, 1, 45, 73, 23, 95, 91, 4]b =random.Random()b.seed(1)[b.randint(1, 100) for i in range(20)][14, 85, 77, 26, 50, 45, 66, 79, 10, 3, 84, 44, 77, 1, 45, 73, 23, 95, 91, 4]
11 shuffle
描述:用于将一个列表中的元素打乱。只能针对可变的序列,对于不可变序列,请使用下面的sample()方法。
语法:random.shuffle(x)
L = [0,1,2,3,4,5]random.shuffle(L)L[5, 4, 1, 0, 3, 2]
12 uniform
描述:产生[a,b]范围内一个随机浮点数。uniform()的a,b参数不需要遵循a<=b的规则,即a小b大也可以,此时生成[b,a]范围内的随机浮点数。
语法:random.uniform(x, y)
random.uniform(10, 11)10.789198208817488
13 vonmisesvariate
描述:卡帕分布
语法:vonmisesvariate(mu, kappa)
data = [random.vonmisesvariate(2,2) for i in range(20000)]#直方图plt.hist(data, bins=100, color="#FF0000", alpha=.7)#密度图sns.kdeplot(data, shade=True,color="#FF0000")
直方图
密度图
14 triangular
描述:返回一个low <= N <=high的三角形分布的随机数。参数mode指明众数出现位置。
语法: random.triangular(low, high, mode)
data = [random.vonmisesvariate(2,2) for i in range(20000)]#直方图plt.hist(data, bins=100, color="#FF0000", alpha=.7)#密度图sns.kdeplot(data, shade=True,color="#FF0000")
直方图
密度图无法显示
15 weibullvariate
描述:威布尔分布
语法:random.weibullvariate(alpha, beta)
data = [random.weibullvariate(1,2) for i in range(20000)]#直方图plt.hist(data, bins=100, color="#FF0000", alpha=.7)sns.kdeplot(data, shade=True,color="#FF0000")
直方图
密度图
16 betavariate
描述: β分布
语法:random.betavariate(alpha, beta)
data = [random.expovariate(2) for i in range(50000)]#直方图plt.hist(data, bins=100, color="#FF0000", alpha=.7)#密度图sns.kdeplot(data, shade=True,color="#FF0000")
直方图
密度图
17 expovariate
描述:指数分布
语法:random.expovariate(lambd)
data = [random.expovariate(2) for i in range(50000)]#直方图plt.hist(data, bins=100, color="#FF0000", alpha=.7)#密度图sns.kdeplot(data, shade=True,color="#FF0000")
直方图
密度图
18 gammavariate
描述: 伽马分布
语法:random.gammavariate(alpha, beta)
data = [random.gauss(2,2) for i in range(50000)]#直方图plt.hist(data, bins=100, color="#FF0000", alpha=.7)#密度图sns.kdeplot(data, shade=True,color="#FF0000")
直方图
密度图
19 gauss
描述:高斯分布
语法:random.gauss(mu, sigma)
data = [random.gauss(2,2) for i in range(50000)]#直方图plt.hist(data, bins=100, color="#FF0000", alpha=.7)#密度图sns.kdeplot(data, shade=True,color="#FF0000")
直方图
密度图
20 lognormvariate
描述:对数正态分布
语法:random.lognormvariate(mu, sigma)
示例:
data = [random.gauss(2,2) for i in range(50000)]#直方图plt.hist(data, bins=100, color="#FF0000", alpha=.7)#密度图sns.kdeplot(data, shade=True,color="#FF0000")
直方图
密度图
21 normalvariate
描述: 正态分布
语法:random.normalvariate(mu, sigma)
data = [random.normalvariate(2,4) for i in range(20000)]#直方图plt.hist(data, bins=100, color="#FF0000", alpha=.7)#密度图sns.kdeplot(data, shade=True,color="#FF0000")
直方图
密度图
22 paretovariate
描述:帕累托分布
语法:random.paretovariate(alpha)
data = [random.paretovariate(4) for i in range(50000)]#直方图plt.hist(data, bins=100, color="#FF0000", alpha=.7)#密度图sns.kdeplot(data, shade=True,color="#FF0000")
直方图
密度图