python中生成随机数总结

本文总结了常见生成随机数的方法,重点介绍了使用numpy.random模块生成随机数,包括生成标准正态分布、任意参数的正态分布以及[0,1)之间的均匀分布随机数,还给出了实例代码。

本文总结了常见的生成随机数的方法。

一、使用numpy.random模块生成随机数

1、生成标准正态分布,均值为0,方差为1。

numpy.random.randn(d0d1...dn)

通过下面的公式可以将标准正太分布转换为\mathcal{N}(\mu,\sigma^2)

\sigma * np.random.randn(...) + \mu

2、生成任意参数的正态分布

numpy.random.normal(loc=0.0scale=1.0size=None)

这个方法中可以指定均值loc和标准差scale。

3、生成[0,1)之间的均匀分布随机数

numpy.random.random(size=None)

实例代码如下:

# encoding:utf-8

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 生成符合正太分布的随机数
mean = 5  # 均值
std = 3   # 方差
standard_normal_distribution = np.random.randn(2000)
normal_distribution = standard_normal_distribution * std + mean
gaussian_distribution = np.random.normal(loc=mean,scale=std,size=2000)

# 生成符合均匀分布的随机数
continuous_uniform_distribution = np.random.random(2000)

plt.subplot(2,2,1)
plt.hist(standard_normal_distribution,bins=20,color='r',alpha=0.4,edgecolor='g')
plt.title("np.random.randn")
plt.subplot(2,2,2)
plt.hist(normal_distribution,bins=20,color='r',alpha=0.4,edgecolor='g')
plt.title("derived from np.random.randn")
plt.subplot(2,2,3)
plt.hist(gaussian_distribution,bins=20,color='r',alpha=0.4,edgecolor='g')
plt.title("np.random.normal")
plt.subplot(2,2,4)
plt.hist(continuous_uniform_distribution,bins=20,color='r',alpha=0.4,edgecolor='g')
plt.title("np.random.random")
plt.show()

结果图如下:

.

<think>我们被要求使用中文回答,并且按照给定的格式要求(行内数学表达式用$...$,独立公式用$$...$$并单独成段)。用户的问题是关于Python random模块生成随机数的用法。 根据引用[1]-[5],我们可以总结出random模块的常用函数和方法。我们将按照以下结构回答: 1. 引入random模块 2. 生成随机浮点数:random(), uniform(a, b) 3. 生成随机整数:randint(a, b), randrange(start, stop[, step]) 4. 随机选择:choice(seq), choices(population, weights=None, cum_weights=None, k=1) 5. 打乱顺序:shuffle(x) 6. 随机样本:sample(population, k) 7. 设置随机种子:seed(a=None, version=2) 同时,我们需要在回答末尾生成相关问题。 注意:引用标识要自然地添加在引用内容的末尾。由于引用内容来自多个引用,我们将根据内容标注引用。 开始回答:</think>### Python random模块生成随机数用法详解 Python的`random`模块提供了多种生成随机数的方法,以下是核心功能及示例: #### 1. **基础随机数生成** - **`random()`**:生成$[0.0, 1.0)$范围内的随机浮点数 ```python import random print(random.random()) # 输出如:0.548813502449 ``` - **`uniform(a, b)`**:生成$[a, b]$范围内的随机浮点数 ```python print(random.uniform(2.5, 5.5)) # 输出如:3.782 ``` #### 2. **随机整数生成** - **`randint(a, b)`**:生成$[a, b]$范围内的随机整数(含端点) ```python print(random.randint(1, 10)) # 输出如:7 ``` - **`randrange(start, stop[, step])`**:按步长生成随机整数 ```python print(random.randrange(0, 100, 10)) # 输出如:30(步长为10) ``` #### 3. **序列随机操作** - **`choice(seq)`**:从序列中随机选择一个元素 ```python fruits = ['apple', 'banana', 'cherry'] print(random.choice(fruits)) # 输出如:'banana' ``` - **`choices(population, weights=None, k)`**:带权重随机选择多个元素(可重复) ```python print(random.choices(fruits, weights=[2,1,1], k=2)) # 输出如:['apple', 'apple'] ``` - **`shuffle(x)`**:原地打乱序列顺序 ```python cards = [1, 2, 3, 4, 5] random.shuffle(cards) # 结果如:[3, 1, 5, 2, 4] ``` - **`sample(population, k)`**:从总体中抽取$k$个唯一元素(无重复) ```python print(random.sample(range(100), 5)) # 输出如:[42, 17, 88, 53, 6] ``` #### 4. **随机种子控制** - **`seed(a=None)`**:初始化随机数生成器,确保结果可复现 ```python random.seed(42) # 固定种子后,每次运行生成相同随机数 print(random.randint(1,100)) # 总是输出82 ``` #### 5. **应用场景示例** ```python # 石头剪刀布游戏(简化版) actions = ['石头', '剪刀', '布'] player_choice = input("输入选择(石头/剪刀/布): ") computer_choice = random.choice(actions) print(f"电脑出:{computer_choice}") # 胜负逻辑(此处省略)... ``` > **注意**: > - 随机数适用于模拟、游戏、抽样等场景,但**不适用于密码学**(需用`secrets`模块)[^1] > - 设置随机种子在需要可重复实验时非常关键(如机器学习)[^4]
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