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Python 中的 random 模块

news 2025/6/27 7:43:25

在日常编程中，我们常常需要生成随机数、模拟掷骰子、洗牌、抽奖等功能。Python 提供了一个非常强大的标准库模块 —— random，它可以帮助我们轻松实现这些功能。

本文将带你全面了解 random 模块的使用方法，并通过多个实例帮助你掌握如何在实际项目中应用它。

🔧 一、导入 random 模块

在使用 random 模块之前，我们需要先导入它：

import random

如果你只需要使用其中的某个函数，也可以这样导入：

from random import randint, choice

🎲 二、常用函数详解

1. 生成基本随机数

random.random()
返回一个 [0.0, 1.0) 范围内的浮点数。
```
print(random.random())  # 输出类似：0.73456789
```
random.uniform(a, b)
返回一个 [a, b] 区间内的随机浮点数。
```
print(random.uniform(1.0, 5.0))  # 输出如：3.245
```
random.randint(a, b)
返回一个 [a, b] 区间内的整数（包括 a 和 b）。
```
print(random.randint(1, 6))  # 模拟掷骰子
```
random.randrange(start, stop[, step])
从 range(start, stop, step) 中随机选择一个整数。
```
print(random.randrange(1, 10, 2))  # 可能输出：1, 3, 5, 7, 9
```

2. 随机选择与打乱序列

random.choice(sequence)
从非空序列中随机选择一个元素。

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
print(random.choice(fruits))  # 随机输出其中一个水果

random.choices(population, weights=None, *, cum_weights=None, k=1)
带权重地从总体中抽取多个元素（可重复）。
```
colors = ['red', 'green', 'blue']
print(random.choices(colors, weights=[10, 1, 1], k=3))
# 更可能选 red
```

random.sample(population, k)
从序列中随机选择 k 个不重复的元素。

nums = list(range(10))
print(random.sample(nums, 3))  # 输出三个不同的数字

random.shuffle(x)
就地打乱序列顺序（无返回值）。

my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
random.shuffle(my_list)
print(my_list)  # 输出被打乱的列表

🔁 三、设置随机种子（Seed）

有时候我们需要让程序每次运行时生成相同的“随机”结果，比如用于测试或者重现某些行为。

这时就可以使用 random.seed() 函数来设定一个固定的种子：

random.seed(42)
print(random.random())  # 每次运行都会输出相同的结果

🔒 四、安全警告：不要用于加密场景！

虽然 random 模块很强大，但它使用的是伪随机数生成算法（Mersenne Twister），不适合用于安全相关操作（如密码生成、令牌生成等）。

对于这类需求，请使用 Python 的 secrets 模块（Python 3.6+）：

import secretssecure_token = secrets.token_hex(16)
print("安全的随机 token：", secure_token)

🧪 五、实战案例分享

✅ 示例 1：模拟掷骰子游戏

def roll_dice():return random.randint(1, 6)print("你掷出的点数是：", roll_dice())

✅ 示例 2：生成随机密码（不推荐用于生产环境）

import stringdef generate_password(length=8):characters = string.ascii_letters + string.digits + string.punctuationreturn ''.join(random.choice(characters) for _ in range(length))print("随机密码：", generate_password())

⚠️ 注意：为了更安全的密码，请改用 secrets.choice() 替代 random.choice()。

✅ 示例 3：抽奖程序

participants = ["Alice", "Bob", "Charlie", "David", "Eve"]
winner = random.choice(participants)
print("恭喜获奖者：", winner)

💡 六、小技巧：格式化输出

在打印随机结果时，推荐使用 f-string 进行格式化输出，简洁又直观：

print(f"你摇到的点数是：{roll_dice()}")

📚 七、总结

函数名	功能
`random.random()`	生成 0~1 的浮点数
`random.randint(a, b)`	生成 a~b 的整数
`random.choice(seq)`	从序列中随机选一个元素
`random.sample(seq, k)`	从序列中随机选 k 个不重复元素
`random.shuffle(seq)`	打乱序列顺序
`random.seed(n)`	设置随机种子