Python中random模块生成随机数

<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]