random 模块

random 模块是 Python 标准库中的一个模块，提供了生成随机数、随机选择、打乱序列等功能。以下是 random 模块的详细介绍。

1. 基本随机数生成函数

1.1 random.random()

• 功能：生成一个介于 [0.0, 1.0) 之间的随机浮点数。
• 示例：

  import random
  print(random.random())  # 输出类似于 0.37444
  

1.2 random.randint(a, b)

• 功能：生成一个介于 [a, b] 之间的随机整数，包含 a 和 b。
• 示例：

  print(random.randint(1, 10))  # 输出介于 1 和 10 之间的整数
  

1.3 random.uniform(a, b)

• 功能：生成一个介于 [a, b) 之间的随机浮点数。
• 示例：

  print(random.uniform(1, 10))  # 输出介于 1.0 和 10.0 之间的浮点数
  

2. 随机选择和打乱序列

2.1 random.choice(seq)

• 功能：从序列 seq 中随机选择一个元素。
• 示例：

  print(random.choice(['apple', 'banana', 'cherry']))  # 随机选择一个水果
  

2.2 random.choices(seq, weights=None, k=1)

• 功能：从序列 seq 中随机选择 k 个元素，返回一个列表。可以通过 weights 参数设置权重。
• 示例：

  print(random.choices(['apple', 'banana', 'cherry'], k=2))  # 随机选择两个水果
  

2.3 random.sample(population, k)

• 功能：从集合或序列 population 中随机选择 k 个不重复的元素，返回一个列表。
• 示例：

  print(random.sample([1, 2, 3, 4, 5], 3))  # 随机选择 3 个不同的数字
  

2.4 random.shuffle(x)

• 功能：就地打乱序列 x。
• 示例：

  nums = [1, 2, 3, 4, 5]
  random.shuffle(nums)
  print(nums)  # 输出打乱后的序列
  

3. 随机分布函数

3.1 random.gauss(mu, sigma)

• 功能：生成一个符合正态分布（高斯分布）的随机浮点数，mu 为均值，sigma 为标准差。
• 示例：

  print(random.gauss(0, 1))  # 输出符合正态分布的随机数
  

3.2 random.expovariate(lambd)

• 功能：生成一个符合指数分布的随机浮点数，lambd 是分布的参数（1/平均值）。
• 示例：

  print(random.expovariate(1.5))  # 输出符合指数分布的随机数
  

3.3 random.betavariate(alpha, beta)

• 功能：生成一个符合 Beta 分布的随机浮点数，alpha 和 beta 是形状参数。
• 示例：

  print(random.betavariate(0.5, 0.5))  # 输出符合 Beta 分布的随机数
  

4. 随机种子

4.1 random.seed(a=None, version=2)

• 功能：初始化随机数生成器，可以用相同的种子产生相同的随机数序列。
• 示例：

  random.seed(10)
  print(random.random())  # 输出将是固定的
  

5. 示例应用

5.1 掷骰子

def roll_dice():
    return random.randint(1, 6)

print(roll_dice())  # 模拟掷骰子

5.2 模拟抽奖

participants = ['Alice', 'Bob', 'Charlie', 'David']
winner = random.choice(participants)
print(f"The winner is {winner}")  # 随机选择获奖者

6. 注意事项

• random 模块生成的随机数是伪随机数，依赖于初始的种子值，因此并不适用于需要高安全性的场景，如加密。
• 对于安全性要求高的随机数生成，可以使用 secrets 模块。

random 模块提供了丰富的随机数生成和操作功能，能够满足大多数场景下的需求。在使用时，合理选择函数和参数可以实现高效且易读的代码。