Python 库手册：random 随机数生成模块

random是 Python 自带的随机数模块，提供了多种用于生成随机值、随机选择和随机打乱的方法，常用于游戏编程、测试模拟、数据集抽样、计算机学习随机化等场景。

应用场景包括：

（1）随机生成整数、浮点数、分布值。

（2）随机从列表中抽取或打乱元素。

（3）算法游戏中生成随机位置/玩法/对手操作。

（4）模拟组合、投炮、投色实验。

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核心概念

random 模块使用的是线性依赖的系列随机数（名为“伪随机数”），通过指定种子（seed）可以备份或循环随机进程。

常用的随机生成方式：

（1）在有限范围内随机生成整数。

（2）在 [0, 1) 或指定范围随机生成浮点数。

（3）从列表/元组中随机抽一个/多个元素。

（4）对列表进行原地打乱。

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应用举例

例 1：随机生成整数

import random

x = random.randint(1, 6)   # 生成 1 ~ 6 之间的随机整数，包括端点
print("random int:", x)

例 2：随机生成浮点数

import random

x = random.uniform(0, 10)  # 生成 0 ~ 10之间的随机浮点数
print("random float:", x)

例 3：随机从列表中抽取元素

import random

colors = ["red", "green", "blue"]
choice = random.choice(colors)  # 随机选择列表中的一个元素
print("selected color:", choice)

例 4：随机打乱列表

import random

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
random.shuffle(numbers) # 原地随机打乱列表
print("shuffled:", numbers)

例 5：随机抽取多个元素

import random

items = ["apple", "banana", "orange", "peach"]
selection = random.sample(items, 2)  # 随机抽两个不重复元素
print("picked:", selection)

例 6：生成正态分布的随机数

import random

x = random.gauss(0, 1)  # 生成一个服从均值为 0，标准差为 1 的正态分布随机数
print("gauss sample:", x)

例 7：从区间中按步长随机选择整数

import random

x = random.randrange(0, 10, 2)  # 从 0 到 10（不含 10）中每隔 2 取一个
print("randrange result:", x)

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常用函数速览

choice(seq)

从序列中随机选择一个元素。

参数：seq 为非空序列（如列表、元组或字符串）

返回：该序列中的任一元素

expovariate(lambd)

返回一个指数分布的随机浮点数。

参数：lambd 为 1/期望值（必须为正）

返回：float

gauss(mu, sigma)

返回一个符合正态（高斯）分布的随机浮点数。

参数：mu 为均值，sigma 为标准差

返回：float

randint(a, b)

返回一个 a ~ b 之间的随机整数（包括 a 和 b）。

参数：a, b 为整数，允许 a > b

返回：int

randrange(start, stop[, step])

返回一个从 range(start, stop, step) 中选出的随机整数（不含 stop）。

参数：start 为起始，stop 为结束（不包含），step 为步长

返回：int

random()

返回 [0.0, 1.0) 之间的随机浮点数。

参数：无

返回：float

sample(population, k)

从 population 中抽取 k 个不重复元素，组成新列表。

参数：population 为原序列；k 为抽取数量（不得超过 len(population)）

返回：包含 k 个元素的新列表

seed(n)

重置随机数生成器的种子，使随机序列可复现。

参数：n 可为整数、字符串或 None（使用系统时间）

返回：None

shuffle(seq)

原地打乱序列顺序。

参数：seq 必须是可变序列（如列表）

返回：None；序列本身会被修改

triangular(low, high[, mode])

返回一个三角分布的随机数。

参数：low（最小值）、high（最大值）、mode（峰值，可选）

返回：float

uniform(a, b)

返回一个在 [a, b] 或 [b, a] 范围内的随机浮点数。

参数：a, b 为任意顺序的数值

返回：float

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