Python random模块入门 - 伪随机数生成器全面使用指南

# 方式一：导入整个模块（推荐）
import random

# 使用模块前缀调用
random.randint(1, 10)
random.choice(['a', 'b', 'c'])

# 方式二：导入特定函数
from random import randint, choice, shuffle, sample

# 直接使用函数名调用
randint(1, 10)
choice(['a', 'b', 'c'])

# 方式三：创建独立的随机数生成器
rng = random.Random(42)  # 带种子的独立实例
rng.randint(1, 10)

import random

# [0.0, 1.0) 之间的随机浮点数
print(f"random(): {random.random():.6f}")

# 指定范围的随机整数 [a, b]
print(f"randint(1, 100): {random.randint(1, 100)}")

# 指定范围的随机浮点数 [a, b]
print(f"uniform(1, 10): {random.uniform(1, 10):.2f}")

# 带步长的随机整数
print(f"randrange(0, 100, 5): {random.randrange(0, 100, 5)}")  # 0-95中5的倍数

# 获取随机比特
print(f"getrandbits(8): {random.getrandbits(8)}")  # 0-255的随机整数

# 输出：
# random(): 0.725419
# randint(1, 100): 42
# uniform(1, 10): 5.73
# randrange(0, 100, 5): 65
# getrandbits(8): 187

import random

# 随机选择一个元素
fruits = ['苹果', '香蕉', '橙子', '葡萄', '西瓜']
print(f"随机水果: {random.choice(fruits)}")

# 随机采样（不重复）
sample = random.sample(fruits, 3)
print(f"采样3个: {sample}")

# 带权重的随机选择（可重复）
colors = ['红', '绿', '蓝']
weights = [5, 3, 2]  # 红色概率最高
picked = random.choices(colors, weights=weights, k=10)
print(f"加权选择10次: {picked}")

# 统计权重选择结果
from collections import Counter
counts = Counter(picked)
for color in colors:
    print(f"  {color}: {counts.get(color, 0)}次")

# 输出：
# 随机水果: 橙子
# 采样3个: ['葡萄', '苹果', '西瓜']
# 加权选择10次: ['红', '红', '绿', '红', '蓝', '红', '绿', '红', '红', '绿']
#   红: 6次
#   绿: 3次
#   蓝: 1次

import random

# 洗牌
cards = list(range(1, 11))
print(f"洗牌前: {cards}")
random.shuffle(cards)
print(f"洗牌后: {cards}")

# 模拟掷骰子
print(f"\n掷骰子10次: {[random.randint(1, 6) for _ in range(10)]}")

# 模拟抛硬币
coins = [random.choice(['正面', '反面']) for _ in range(10)]
heads = coins.count('正面')
tails = coins.count('反面')
print(f"抛硬币10次: {coins}")
print(f"正面{heads}次, 反面{tails}次")

# 模拟随机漫步
position = 0
steps = 20
path = [position]
for _ in range(steps):
    step = random.choice([-1, 1])
    position += step
    path.append(position)
print(f"\n随机漫步20步: 起点为0, 终点为{position}")
print(f"路径: {path}")

# 输出：
# 洗牌前: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
# 洗牌后: [7, 3, 1, 9, 5, 2, 10, 4, 8, 6]
#
# 掷骰子10次: [3, 6, 1, 4, 2, 5, 6, 1, 3, 4]
#
# 抛硬币10次: ['正面', '反面', '正面', '正面', '反面', '正面', '反面', '正面', '正面', '反面']
# 正面6次, 反面4次
#
# 随机漫步20步: 起点为0, 终点为4
# 路径: [0, 1, 0, 1, 2, 1, 2, 3, 2, 1, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 4, 3, 2, 3, 4]