python基础2：随机数生成—random模块、numpy中的random函数

20200209

前言：继续做adventure项目中，最近常用python和powerbi。转行时学习项目态度是“我只需要把项目过一遍”，心急，导致基础没掌握。转行时觉得sql很简单，但在实际工作中踩很多坑，为了弥补自己sql基础，在2019年也写过很多篇该类文章，当然练习练习最重要，自己掌握不牢固的可以总结下来。

在Python中可以用于随机数生成的有两种主要途径，一是random模块，另一个是numpy库中random函数。

在我们日常使用中，如果是为了得到随机的单个数，多考虑random模块；如果是为了得到随机小数或者整数的矩阵，就多考虑numpy中的random函数,当然numpy也可以的到随机的单个数

一、random模块

random模块中将近有7个函数都是可以用来生成随机数的:

1、random.random():随机生成一个 [0,1) 的浮点数
2、random.uniform(a,b):随机生成一个 [a,b) 的浮点数
3、random.randint(a,b):随机生成一个 [a,b] 的整数
4、random.choice(sequence)：从列表，元组，字符串（可用于for循环的数据类型）中随机选择一个元素
5、random.randrange(a,b,step)：在生成的<以a为始，每step递增，以b为终>这样的一个整数序列中随机选择一个数
6、random.shuffle(a)：打乱一个列表的元素顺序
7、random.sample(self, population, k)：从序列population中随机取出k个数；population的类型可以是列表、元组、集合、字符串

1、random模块——random.random()

作用：随机生成一个 [0,1) 的浮点数

import random
random.random()
type(random.random())  #查看数据类型

random.random()

2、random模块——random.uniform(a,b)

作用：随机生成一个 [a,b) 的浮点数

random.uniform(7,20)

type(random.uniform(7,20)) #查看数据类型

random.uniform(a,b)

3、random模块——random.randint(a,b)

作用：随机生成一个 [a,b] 的整数

random.randint(99,100)
type(random.randint(99,100))

random.randint(a,b)

4、random模块—— random.choice(sequence)

作用：从列表，元组，字符串、集合（可用于for循环的数据类型）中随机选择一个元素

random.choice('Bob')
random.choice([3,4,11,30,100])
random.choice(('Michael', 'Bob', 'Tracy'))

random.choice(sequence)

5、random模块—— random.randrange(a,b,step)

作用：在生成的<以a为始，每step递增，以b为终>这样的一个整数序列中随机选择一个数

random.randrange(2,12,3)

random.randrange(a,b,step)

6、random模块——random.shuffle(a)

作用：打乱一个列表的元素顺序

a = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
random.shuffle(a)
print(a)

random.shuffle(a)

7、random模块——random.sample(self, population, k)

从序列population中随机取出k个数；population的类型可以是列表、元组、集合、字符串；

a = ['Michael', 'Bob', 'Tracy','xiaoming','age','school']
print(random.sample(a, 2))

random.sample(self, population, k)

二、numpy中的random函数

在Numpy库中，常用使用np.random.rand()、np.random.randn()和np.random.randint()随机函数。

1、np.random.randn()函数:返回一个或一组服从标准正态分布的随机样本值
2、np.random.rand()函数
3、numpy.random.randint()
4、np.random.random([size])
5、np.random.choice(a,[ size, replace, p])

1、numpy中的random函数——np.random.randn()函数

作用：返回一个或一组服从标准正态分布的随机样本值

print('=============当函数括号内没有参数时，则返回一个浮点数==================')
print(np.random.randn())
print(np.random.randn())
print(np.random.randn())

print('=============当函数括号内有1个参数时，则返回秩为1的数组，不能表示向量和矩阵==================')
print(np.random.randn(4))
print(np.random.randn(2))
print(np.random.randn(3))

print('==========当函数括号内有两个及以上参数时，则返回对应维度的数组=====================')
print(np.random.randn(4,3))

np.random.randn()

备注：标准正态分布是以0为均数、以1为标准差的正态分布，记为N（0，1）。对应的正态分布曲线如下所示，即

image.png

2、numpy中的random函数——np.random.rand()函数

作用：使用方法与np.random.randn()函数相同，通过本函数可以返回一个或一组服从“0~1”均匀分布的随机样本值。随机样本取值范围是[0,1)，不包括1

print('=============当函数括号内没有参数时，则返回一个[0,1)浮点数==================')
print(np.random.rand())
print(np.random.rand())

print('=============当函数括号内有1个参数时，则返回秩为1的数组，不能表示向量和矩阵==================')
print(np.random.randn(5))
print(np.random.randn(3))

print('==========当函数括号内有两个及以上参数时，则返回对应维度的数组=====================')
print(np.random.randn(3,3))

np.random.rand()

3、numpy中的random函数——numpy.random.randint()

numpy.random.randint(low, high=None, size=None, dtype='l')
输入：
low—–为最小值
high—-为最大值
size—–为数组维度大小
dtype—为数据类型，默认的数据类型是np.int。

作用：返回随机整数或整型数组，范围区间为[low,high），包含low，不包含high； high没有填写时，默认生成随机数的范围是[0，low

print("=============当没有sizec参数时，则返回一个整数==================")
print(np.random.randint(1,5))
print(np.random.randint(5))
a = np.random.randint(5)
print(type(a))

print("=============当有sizec参数为两个及以上参数时，则返回对应维度的数组==================")
print(np.random.randint(3,size =[3,6])) #返回[0,3)之间的，3行6列数组
print('--------')
print(np.random.randint(1,10,size =[2,7])) #返回[1,10)之间的，2行7列数组

print("=============当有sizec为1个参数时，则返回秩为1的数组==================")
print(np.random.randint(10,size =[8])) #返回[0,10)之间的，秩为1的数组

numpy.random.randint()

4、numpy中的random函数——np.random.random([size])

np.random.random([size])
作用：生成[0,1)之间的浮点数,与np.random.rand()功能类似

print('=============当函数括号内没有参数时，则返回一个[0,1)浮点数==================')
print(np.random.random())
print(np.random.random())

print('=============当函数括号内有1个参数时，则返回秩为1的数组，不能表示向量和矩阵==================')
print(np.random.random(5))
print(np.random.random(3))

print('==========当函数括号内有两个及以上参数时，则返回对应维度的数组=====================')
print(np.random.random(size = [2,4]))

np.random.random([size])

5、numpy中的random函数——np.random.choice(a,[ size, replace, p])

np.random.choice(a,[ size, replace, p])

从给定的一维数组中生成随机数
参数： a为一维数组类似数据或整数；size为数组维度；p为数组中的数据出现的概率;repalce参数为是否可以重复，当设置为FALSE时，不能出现重复的数据
a为整数时，对应的一维数组为np.arange(a)

print(np.random.choice(5,3)) #从数组np.arange(5)中选择,返回秩为1的数组
print(np.arange(5))

print('===========给数组中每个数据出现的概率赋值==========')
print(np.random.choice(5, 3, p=[0.1, 0, 0.3, 0.6, 0]))
print(np.random.choice(5, 5, p=[0, 0, 0.4, 0.6, 0]))

print('==========从数组np.arange(5)中选择，生成一个3行3列的数组========')
print(np.random.choice(5,size=(2,6))) #从数组np.arange(5)中选择，生成一个3行3列的数组

print('==========也可以传入非数字、字符串的数组===========')
demo_list = ['lenovo', 'sansumg','moto','xiaomi', 'iphone']
print(np.random.choice(demo_list,size=(3,3)))