Python 中的 random 库

简介：
Python中的random库提供了一系列函数用于生成伪随机数，广泛应用于密码学、游戏开发及数据分析等领域，是编程实践中不可或缺的一部分。 Python 的 `random` 库实现了各种分布的伪随机数生成功能，在模拟、统计计算、加密算法以及游戏开发等多个领域有着广泛的应用。 1. **整数生成** - `random.randrange(start, stop=None, step=1)`：这个函数从指定范围的整数序列中随机选取一个元素。`start` 是起始值，`stop` 是结束值（不包括），而 `step` 则是步长。若未提供 `stop` 参数，则默认选择从 `start` 开始的一个随机元素。 - `random.randint(a, b)`：返回介于整数 a 和 b 之间（包含两端）的随机整数。 2. **序列操作** - `random.choice(seq)`：此函数会从非空序列 seq 中选取并返回一个随机元素，适用于在列表、元组等可迭代对象中进行随机选择。 - `random.shuffle(x)`：将输入序列 x 的元素打乱顺序，并直接修改原序列而不是创建一个新的序列。 - `random.sample(population, k)`：此函数从给定的 population 序列中选取 k 个不同的元素，生成一个新列表。所选元素不会按特定顺序排列。 3. **实数值生成** - `random.random()`：返回介于 [0,1) 区间内的随机浮点数。 - `random.uniform(a, b)`：产生 a 和 b 之间（包括两端）的一个随机浮点数，确保该值位于区间内。 4. **设置种子** - `random.seed(a=None)`：用于设定生成随机数的初始状态。如果未提供参数或参数为 None，则默认尝试从操作系统获取一个随机源来初始化这个过程。通过固定种子可以使得程序每次运行时产生的随机序列一致，这对测试和调试非常有帮助。 5. **其他高级功能** - `random` 库支持生成特定分布的随机数（如正态分布、均匀分布等），这些在复杂的数据模拟及统计分析中尤其有用。 - 当需要同步打乱两个列表时，可以通过先将它们打包成元组形式再使用 `random.shuffle()` 函数来实现。例如，可以利用 `zip()` 和解包操作符 (`*`) 来完成这一任务。 通过掌握并熟练应用这些功能，`random` 库可以帮助开发者生成各种随机数据集、进行模拟实验或构建随机化算法等操作。这不仅能够提升代码的鲁棒性，还能使程序更加贴近现实世界的不确定性和变化情况。