06.21 Python 模塊 Random

Python 的 random 模塊提供了不同類型的偽隨機數生成器，基於Mersenne Twister算法，此算法是Makoto Matsumoto （松本）和Takuji Nishimura （西村）於1997年開發的。

生成隨機數

random() 方法從生成的序列中隨機返回一個浮點數，範圍是 0 <= n < 1.0

輸出：

使用 for in 語法隨機生成了5個隨機數。隨機數範圍是 0 <= n < 1.0

使用 uniform() 函數可以生成指定範圍的浮點數：

輸出：

這個例子，使用 format() 函數格式化生成的浮點數，保留三位小數，寬度是4。

傳入最小值（minimum）和最大值（maximum），uniform() 函數生成返回的值使用的公式（formula）： min + (max - min) * random()

Seeding

random() 函數在一個很大的區間生成隨機數，這樣可以確保返回的值不容易重複。但是有時候，有可能需要使用同樣的數據集進行計算，一種方法是首先生成一大批數據集保存起來，另一種方法使用 Python 提供的 seed() 函數，它會初始化一個默認的偽隨機數發生器，每次生成的值都一樣。

輸出：

seed() 函數確定第一個隨機數，因為生成隨機數的公式是根據第一個值來確定的，那麼確定了第一個值後，後續的隨機數都是一致的。

保存狀態

生成隨機數的算法內部會有個狀態，可以通過 getstate() 函數訪問這個狀態，如果你想根據一個初始值，持續的生成隨機數，可以把獲取到的狀態保存起來，下次程序運行的時候，可以通過函數 setstate() 設置到上次的進度，急速生成之後的隨機數。

狀態值是一個元組類型，可以通過 pickle 模塊的方法 dump() 序列化到一個文件中，下次程序運行的時候，可以直接調用 pickle.load() 方法加載。

生成整數 Integers

random() 方法返回的是一個浮點數，雖然可以再把結果轉換成整數，還可以直接調用便利的方法 randint() 直接生成整數。randint(a, b) 生成的值的範圍：a <= n <= b，相當於 randrange(a, b+1)

randrange() 方法可以在指定範圍內生成隨機數：

randrange(start, stop[, step]) 函數的前兩個參數是起始值、結束值（返回結果不包括結束值）。 第三個參數 step 代表步進值，類似 range() 函數。