2021-12-13|閱讀時間 ‧ 約 7 分鐘

不間斷 Python 挑戰 Day 7 - random()模組

當我們需要在程式中模擬或實作一些隨機發生的事件,例如模擬猜拳、丟骰子的結果,便需要程式可以根據開發者輸入的數值範圍、型態等,隨機產生一個結果,而Python的random()函數便是用於實現這個功能。

調用random()函數

使用import導入random模組。
import random

產生隨機整數

以下幾個方法可以產生指定區間的隨機整數:
randrange([start, ]stop[, step])
  • start:指定區間的起始值,若沒有輸入則預設為0。
  • stop:指定區間的結束值,不包含stop。
  • step:區間遞增的間隔,若沒有輸入則預設為1。
randint(a, b)
  • 產生一個[a, b]區間內的隨機整數。
例如,以下的程式碼會隨機產生1到9之間的整數:
# generate a random integer between 1 and 9 rand_int = random.randrange(1, 10, 1) print(rand_int) # generate a random interger between 1 and 9 rand_int = random.randint(1, 9) print(rand_int)
輸出結果每個人會不同:
5 1

產生隨機浮點數

以下幾個方法可以產生隨機浮點數:
random.random()
  • 產生一個[0.0, 1.0)區間內的隨機浮點數。
random.uniform(a,b)
  • 產生一個[a, b](如果a ≤ b)或[b, a](如果b a)區間內的隨機浮點數。
random.expovariate(λ)
  • 產生一個服從母數為λ的指數分布區間內的隨機浮點數。
random.gauss(μ, σ) random.normalvariate(μ, σ)
  • 產生一個平均為μ、標準差為σ的常態分布區間內的隨機浮點數。
以下範例產生隨機浮點數:
# generate a random floating point between [0.0, 1.0) rand_float = random.random() print(rand_float) # generate a random floating point corresponding to an uniform distribution between [0, 1] rand_float = random.uniform(0, 1) print(rand_float) # generate a random floating point corresponding to a exponential distribution with lambda = 0.1 rand_float = random.expovariate(0.1) print(rand_float) # generate a random floating point corresponding to a gaussian distribution with mean = 0 and standard deviation = 1 rand_float = random.gauss(0, 1) print(rand_float) # generate a random floating point corresponding to a normal distribution with mean = 0 and standard deviation = 1 rand_float = random.normalvariate(0, 1) print(rand_float)
輸出結果同樣每個人會不同:
0.9994071238802772 0.32634858726972726 25.89070912867779 -0.010389111766063115 -0.564451531564574

產生隨機序列
和隨機整數及隨機浮點數相同,我們也可在一組序列資料中隨機取出一筆資料或資料集合:
random.shuffle(x)
  • 使序列資料x重新隨機排列。
random.choice(x)
  • 從序列資料x中隨機取出一個元素。
random.choices(x, weights, cum_weights, k)
  • 從序列資料x中隨機取出k個元素,並可設定每個元素取出的權重(weights)或累積權重(cum_weights)。
random.sample(x, k)
  • 從序列資料x中隨機取出k個元素。
以下範例以之前在串列提過的例子,展示隨機序列的結果:
# random list cities = ["台北", "桃園", "新竹", "台中", "台南"] random.shuffle(cities) print(cities) # random item from a list rand_city = random.choice(cities) print(rand_city) # random items from a list with different weights rand_city = random.choices(cities, [10, 20, 30, 40, 50], k=2) print(rand_city) # random sample from a list rand_city = random.sample(cities, 2) print(rand_city)
輸出結果也是每個人會不同:
['台南', '桃園', '新竹', '台北', '台中'] 台南 ['台北', '台南'] ['台中', '新竹']

程式範例

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