Python random模块详解：随机数生成与序列操作指南

前言：

random模块提供了多种分布的伪随机数生成器。针对整数类型，支持从指定范围内进行均匀选择；针对序列类型，提供了随机选取元素、生成随机排列列表以及无放回随机抽样等功能。

1、生成随机数

1.1 random.random() 方法

该方法返回一个位于[0, 1)区间内的随机浮点数。

语法结构如下：

import random  # 导入 random 模块

random.random()

1.2 random.randint方法

语法格式定义如下：

random.randint(a,b)

函数返回一个整数 N ，其中 N 的取值范围在 a 至 b 之间（需满足 a <= N <= b），且结果包含边界值 a 和 b。

1.3 random.uniform方法

语法格式定义如下：

random.uniform(a,b)

函数返回一个随机浮点数 N 。当 a <= b 成立时，返回值满足 a <= N <= b ；若 b < a 成立，则返回值满足 b <= N <= a。

1.4 random.randrange方法

语法结构如下：

random.randrange(start, stop[, step])

• start参数指定计数的起始值，对应 start ，默认值为 0。例如，调用 randrange（5） 等价于调用 range（0， 5）;。
• stop参数指定计数的结束值，对应 stop ，但不包含该值本身，即 stop。例如，randrange（0， 5） 生成的序列为 [0, 1, 2, 3, 4]，不包含5。
• step参数定义步长，默认为1。例如，range（0， 5） 等价于 randrange(0, 5, 1)
。

该方法返回指定范围内的随机整数。

其效果等价于 choice(range(start, stop, step))。

示例代码：

import random

random_value = random.random()
print(random_value)

randint_value = random.randint(1, 3)  # 返回随机整数
print(randint_value)

uniform_value = random.uniform(1, 3)  # 返回随机浮点数
print(uniform_value)

randrange_value = random.randrange(1, 100, 2)  # 1到100步长为2（这里只能取到100以为的奇数）
print(randrange_value)

每次执行代码时，获取到的结果均不相同。

2、用于序列的函数

2.1 random.choice(seq)

从非空序列中随机返回一个元素；若序列为空，则抛出异常。

示例代码：

import random

value = random.choice(range(1, 100, 2))
# 这个等于random.randrange(1, 100, 2)
print(value)

此方法常用于模拟洗牌场景。

生成验证码的小案例：

import random


# 一个生成验证号的小案例
all_chars = '0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'
captcha = ''
for _ in range(4):
    a = random.choice(all_chars)
    captcha += a  # 连接字符串
print(captcha)

2.2 random.shuffle()方法

调用 shuffle(list) 方法可将序列中的所有元素进行随机排序。

示例代码：

import random
list1 = ["beautiful" , "cute", "beautiful", 'prefect', "beautiful", "甜甜", 'lovely']
random.shuffle(list1)

print(list1)

2.3 random.sample()方法

调用 random.sample(sequence, k) 可从指定序列中随机获取指定长度的片段。sample 函数不会修改原始序列。切片长度不得超过原序列长度，否则将抛出异常。

示例代码：

import random
list1 = ["beautiful", "cute", "beautiful", 'prefect', "beautiful", "甜甜", 'lovely']
list2 = random.sample(list1, len(list1))
print("原列表：", list1)
print("新列表：", list2)

此方法可用于获取原序列的随机排序副本，且不破坏原始序列。

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