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        當前位置:首頁  >  技術干貨  > Python隨機數(shù)種子設置:如何控制隨機數(shù)生成

        Python隨機數(shù)種子設置:如何控制隨機數(shù)生成

        來源:千鋒教育
        發(fā)布人:xqq
        時間: 2023-07-21 16:35:46 1689928546

        在Python中,我們可以使用random模塊生成隨機數(shù)。但是,在某些情況下,程序需要重現(xiàn)的隨機序列。這時候就需要使用隨機數(shù)種子來控制隨機數(shù)的生成。

        一、隨機數(shù)與種子簡介

        一個隨機數(shù)就是指在一定范圍內的任意數(shù)字。在計算機中,隨機數(shù)通常使用偽隨機數(shù)生成器來生成。偽隨機數(shù)生成器是一個計算機程序,它按照一定的算法和種子值來生成隨機數(shù)。

        隨機數(shù)生成器中的種子值可以看作是一個起點,它決定了偽隨機數(shù)生成器生成隨機數(shù)的序列。如果兩個隨機數(shù)生成器的種子值相同,那么它們所生成的隨機數(shù)序列也會相同。反之,如果它們的種子值不同,那么它們的隨機數(shù)序列也會不同。

        二、random模塊的隨機數(shù)生成函數(shù)

        在Python的random模塊中,有許多函數(shù)可以幫助我們生成隨機數(shù)。下面是幾個常用的函數(shù):

        import random
        
        # 生成一個[0,1)之間的隨機浮點數(shù)
        random.random()
        
        # 生成一個[a,b]之間的隨機整數(shù)
        a, b = 1, 10
        random.randint(a,b)
        
        # 從序列中隨機選取一個元素
        seq = [1, 2, 3, 4, 5]
        random.choice(seq)
        
        # 將序列中的元素隨機排序
        random.shuffle(seq)
        

        三、控制隨機數(shù)生成的方法

        1. 函數(shù)seed()

        在Python中,使用函數(shù)seed(a=None)來設置隨機數(shù)生成器的種子值。

        當種子值a為None時,使用系統(tǒng)當前時間作為種子值。因此,每次運行程序生成的隨機數(shù)序列都會不同。

        import random
        
        # 使用系統(tǒng)當前時間作為種子值生成隨機數(shù)序列1
        random.seed()
        seq1 = [random.randint(1,100) for _ in range(5)]
        print(seq1)
        
        # 使用系統(tǒng)當前時間作為種子值再次生成隨機數(shù)序列2
        random.seed()
        seq2 = [random.randint(1,100) for _ in range(5)]
        print(seq2)
        

        輸出:

        [50, 88, 85, 28, 71]
        [84, 44, 80, 47, 79]
        

        當種子值a固定時,程序每次運行生成的隨機數(shù)序列都會相同。

        import random
        
        # 將種子值設置為1,生成隨機數(shù)序列1
        random.seed(1)
        seq1 = [random.randint(1,100) for _ in range(5)]
        print(seq1)
        
        # 再次將種子值設置為1,生成隨機數(shù)序列2
        random.seed(1)
        seq2 = [random.randint(1,100) for _ in range(5)]
        print(seq2)
        

        輸出:

        [17, 72, 97, 8, 32]
        [17, 72, 97, 8, 32]
        

        2. 函數(shù)randrange()

        和函數(shù)randint(a,b)類似,函數(shù)randrange(start,stop,step)可以用來生成一個[start,stop)之間以step為步長的隨機整數(shù),但它可以接受一個可選的參數(shù),用來設置隨機數(shù)生成器的種子值。

        import random
        
        # 種子值為None,生成隨機數(shù)序列1
        seq1 = [random.randrange(0,10,2) for _ in range(5)]
        print(seq1)
        
        # 種子值為1,生成隨機數(shù)序列2
        random.seed(1)
        seq2 = [random.randrange(0,10,2) for _ in range(5)]
        print(seq2)
        

        輸出:

        [8, 8, 8, 2, 0]
        [0, 8, 4, 8, 8]
        

        3. 函數(shù)shuffle()

        函數(shù)shuffle(seq, random=None)將序列seq隨機排序,可以接受一個可選的參數(shù)random,用來設置隨機數(shù)生成器的種子值。

        import random
        
        seq = [1, 2, 3, 4, 5]
        
        # 種子值為None,隨機排序seq
        random.shuffle(seq)
        print(seq)
        
        # 種子值為1,隨機排序seq
        random.seed(1)
        random.shuffle(seq)
        print(seq)
        

        輸出:

        [4, 1, 5, 2, 3]
        [2, 1, 4, 5, 3]
        

        四、隨機數(shù)應用

        隨機數(shù)在計算機科學中有著廣泛的應用,例如:

          生成游戲中的隨機地圖、角色、物品等

          模擬實驗和觀察隨機事件的產生分布情況

          加密算法中的隨機數(shù)生成

          用來評估算法的性能

        總結

        在Python中,我們可以使用random模塊來生成隨機數(shù),使用seed()函數(shù)來控制隨機數(shù)的生成。了解和掌握隨機數(shù)的生成,在實際開發(fā)中可以更加靈活地運用Python。

        tags: python教程
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