Python中的random模块:生成随机数的魔法工具

在编程中,随机数无处不在——无论是游戏中的随机事件、抽奖程序中的公平选择,还是模拟实验中的数据生成,都离不开它。Python的random模块为我们提供了丰富的工具,让随机数的生成变得简单又有趣。

一、快速入门:基础用法

1. 导入模块

import random

2. 核心功能详解

(1) random.random():生成0到1之间的随机小数

功能:返回 [0.0, 1.0) 范围内的随机浮点数。示例print(“随机小数:”, random.random()) # 输出示例:0.456789

(2) random.randint(a, b):生成包含a和b的随机整数

功能:返回 [a, b] 范围内的整数(包含端点)。示例print(“1到10的随机整数:”, random.randint(1, 10)) # 输出可能是7

(3) random.randrange(start, stop, step):生成带步长的随机整数

功能:类似 range(),返回 [start, stop) 范围内以 step 为步长的随机整数。示例print(“偶数随机数:”, random.randrange(0, 10, 2)) # 输出可能是0, 2, 4, 6, 8

(4) random.uniform(a, b):生成指定范围内的随机小数

功能:返回 [a, b] 范围内的浮点数(包含端点)。示例print(“1.5到5.5的随机小数:”, random.uniform(1.5, 5.5)) # 输出可能是3.2

二、序列操作:列表与字符串

(1) random.choice(sequence):随机选择一个元素

功能:从列表、字符串等序列中随机挑选一个元素。示例:fruits = [苹果, 香蕉, 橙子] print(“今天吃:”, random.choice(fruits)) # 输出可能是“香蕉”

(2) random.choices(sequence, k=1):随机选择多个元素(可重复)

功能:从序列中抽取 k 个元素,允许重复示例print(“抽3次奖:”, random.choices([A, B, C], k=3)) # 输出可能是[A, A, B]

(3) random.shuffle(sequence):打乱序列顺序

功能直接修改原列表,随机打乱元素顺序。示例numbers = [1, 2, 3, 4] random.shuffle(numbers) print(“打乱后的列表:”, numbers) # 输出可能是[3, 1, 4, 2]

(4) random.sample(sequence, k):随机抽取不重复的k个元素

功能:从序列中抽取 k不重复的元素,返回新列表。示例print(“抽3个不重复数字:”, random.sample(range(10), 3)) # 输出可能是[5, 0, 9]

三、高级用法与注意事项

(1) random.seed(a):设置随机数种子

功能:固定随机数生成的起点,确保结果可复现。示例random.seed(42) print(“第一次:”, random.randint(1, 10)) # 输出7 random.seed(42) print(“第二次:”, random.randint(1, 10)) # 同样输出7

(2)生成随机字符串(结合string模块)

import string chars = string.ascii_letters + string.digits # 包含大小写字母和数字 print(“随机密码:”, .join(random.choices(chars, k=8))) # 输出类似”a3$9FvB”

(3)权重随机选择

print(“更可能选到大数:”, random.choices([1,2,3,4,5,6], weights=[1,1,1,1,1,10], k=1))

❗ 安全警告:不要用random生成密码!

替代方案:使用更安全的secrets模块(Python 3.6+):import secrets print(“安全的随机数:”, secrets.randbelow(100))

四、功能速查表

功能

描述

典型应用场景

random.random()

生成 [0.0, 1.0) 的随机小数

概率计算、数据模拟

random.randint(a, b)

生成 [a, b] 的随机整数

抽奖、骰子游戏

random.randrange()

生成带步长的随机整数

生成偶数、特定间隔的数

random.uniform(a, b)

生成 [a, b] 的随机小数

物理模拟、实验数据

random.choice()

从序列中随机选择一个元素

抽奖、随机推荐

random.choices()

从序列中随机选择多个元素(可重复)

带权重的抽奖

random.shuffle()

打乱列表顺序

洗牌、随机排序

random.sample()

从序列中抽取不重复的k个元素

问卷调查、随机分组

random.seed()

固定随机种子

调试、复现实验结果

通过本文,你已掌握random模块的核心用法!尝试用它实现一个猜数字游戏,或模拟掷骰子的过程吧!

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