Python生成隨機數的多種方法

本文將從以下幾個方面詳細介紹如何使用Python生成隨機數。

一、random模塊的使用

Python內置的random模塊能夠生成偽隨機數，使用該模塊，可以生成隨機數、隨機整數等，同時也可以用於列表洗牌（shuffling）和抽樣（sampling）等操作。

import random

# 生成[a, b]之間的隨機整數
rand_int = random.randint(a, b)

# 生成[0, 1)之間的隨機實數
rand_float = random.random()

# 在序列中隨機選擇一個元素
rand_choice = random.choice(sequence)

# 打亂序列中元素的排列
random.shuffle(sequence)

# 從序列中隨機選取k個元素
rand_sample = random.sample(sequence, k)

二、numpy模塊的使用

除了使用Python內置的random模塊，我們還可以使用第三方庫numpy生成隨機數，numpy提供了多種分布的隨機數生成方式，常用的有：正態分布、均勻分布、二項分布等。

import numpy as np

# 生成[0, 1)之間形狀為(d0, d1, ..., dn)的隨機實數
rand_arr = np.random.rand(d0, d1, ..., dn)

# 生成[a, b)之間形狀為(d0, d1, ..., dn)的隨機實數
rand_uniform = np.random.uniform(a, b, (d0, d1, ..., dn))

# 生成符合正態分布的形狀為(d0, d1, ..., dn)的隨機實數
rand_normal = np.random.normal(mean, std, (d0, d1, ..., dn))

# 生成符合二項分布的形狀為(d0, d1, ..., dn)的隨機實數
rand_binomial = np.random.binomial(n, p, (d0, d1, ..., dn))

三、UUID模塊的使用

如果需要生成唯一的標識符，可以使用Python內置UUID模塊，生成的UUID可以保證在全球範圍內唯一。

import uuid

# 生成UUID
rand_uuid = uuid.uuid4()

四、random函數的使用

Python內置的random()方法可以生成[0, 1)範圍內的隨機實數，多次調用random()方法可以生成隨機序列。

import random

# 生成[0, 1)之間的隨機實數
rand_float = random.random()

五、secrets模塊的使用

Python3.6以後版本的secrets模塊提供了生成真正的隨機數的方法，與Python內置的random模塊相比，secrets更加安全可靠。

import secrets

# 生成[0, 1)之間的隨機實數
rand_float = secrets.randbelow(1)