random 模块是一个标准的库模块，它为各种操作提供了功能，例如随机数生成、洗牌序列和进行随机选择。在本模块中，我们将研究 Python random 模块的功能，并提供真实示例来演示如何使用它。
在开发应用程序时，使用 python“random”模块对于统计分析、游戏、保护敏感数据的加密密钥等任务至关重要。让我们浏览一下具有不同类型数据的一些方法。
- 对于整数，可以从 randint（） 和 randrange（） 函数实现的范围中统一选择，其中函数随机选择指定范围内的整数，确保该范围之间的每个整数都有相等的概率被选中。
- 对于像 list、tuple 或任何其他可迭代对象这样的顺序数据，我们可以通过 choice（）、choices（） 等函数来实现相同的功能。random 模块的几乎所有内置函数都依赖于基本函数 random.random（），该函数会生成一个随机浮点值。
- 在统计分析领域，使用各种分布，如高斯分布、均匀分布、对数正态分布来得出数据的见解。random 模块提供了从这些分布中生成样本的函数。
我们确实知道 random 模块提供了各种生成随机数的函数，但是，可能不太明显的是这些函数是 random 的隐藏实例的绑定方法。Random 类。这意味着，python 会创建 Random 类的实例并将函数绑定到该实例。
Python random.Random 类
Random 类执行 random 模块使用的默认伪随机数生成器。构造函数 random.Random（[seed]） 负责创建 Random 类的实例，从而进一步允许初始化随机数生成器。
种子确定生成随机数的起点。getstate（） 和 setstate（） 等函数允许我们访问和更新生成器的内部状态，从而可以保存和恢复序列。
Python random.SystemRandom 类
Random 模块不仅提供了用于生成随机数的 Random 类，还提供了 SystemRandom 类，该类旨在使用系统提供的源来生成随机数。此类使用 os.urandom（） 函数，该函数生成加密保护的字节和随机数。
让我们看看 random 模块中的各种函数。
整数函数
以下是专为处理整数而设计的函数 -
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| random.randrange([start,] stop [,step]) | 此函数返回从指定范围内随机选择的元素。 |
| random.randint(a,b) | 此函数接受两个参数，并返回这些参数之间的范围 （含） 中的整数。 |
| random.getrandbits(a) | 此函数返回一个具有随机位的非负整数。 |
| random.random() | 随机浮点数 r，使得 0 小于或等于 r，r 小于 1 |
序列函数
以下是专为处理序列而设计的函数 -
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| random.choice(seq) | 此函数接受一个序列，并返回该序列中的随机元素。 |
| random.choices() | 此函数从给定序列中返回特定大小的列表，并带有 replacement。 |
| random.shuffle(seq) | 此函数对不可变序列进行随机排序，并返回新的随机序列。 |
| random.sample() | 此函数从给定序列中返回特定大小的列表，无需任何替换。 |
发行版的函数
以下是专为使用发行版而设计的函数 -
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| random.binomialvariate(n,p) | 此函数返回一个整数值，该值表示为概率为 p 的 n 个跟踪观察到的成功 no：of。 |
| random.uniform(a, b) | 此函数返回介于 a、b（含）之间的随机浮点值。 |
| random.triangular(a,b,mode) | 此函数返回介于 a、b 之间的浮点值，包括 a，b 和边界之间的指定模式。 |
| random.betavariate() | 此函数返回一个遵循 beta 分布的随机变量。 |
| random.expovariate(lambd=) | 如果参数 lambd 为正数，则函数返回一个介于 0 到正无穷大之间的值。如果 lambd 为负数，则返回一个介于负无穷大和 0 之间的值。 |
| random.gammavariate(alpha,beta) | 此函数返回一个随机变量，该变量遵循 Gamma 分布，具有形状参数 alpha 和缩放参数 beta。 |
| random.gauss(mu,std) | 此函数返回一个随机变量，该变量服从高斯分布，平均值为 “mu”，标准差为 “std”。 |
| random.lognormvariate(mu,std) | 此函数返回一个随机变量，该变量遵循均值 “mu” 和标准差 “std” 的对数规范分布。 |
| random.normalvariate(mu,std) | 此函数返回一个随机变量，该变量服从均值 “mu” 和标准差 “std” 的正态分布。 |
| random.vonmisesvariate(mu,kappa) | 此函数返回一个随机变量，该变量遵循 von Mises 分布，具有平均角度 mu 和浓度参数，该参数用于测量分布的离散度。 |
| random.paretovariate(alpha) | 此函数返回一个随机变量，该变量遵循形状参数 alpha 的帕累托分布。 |
| random.weibullvariate(alpha, beta) | 此函数返回一个随机变量，该变量服从形状参数 alpha 和尺度参数 beta 的 weibull 分布。 |
字节函数
以下是专为处理字节而设计的函数 -
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| random.randbytes(a) | 此函数用于生成随机字节。 |
替代生成器的函数
以下是专为替代生成器的函数 -
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| random.seed([x]) | 此函数初始化随机数生成器的内部状态。 |
| random.getstate() | 此函数返回生成器的内部状态。 |
| random.setstate() | 此函数设置随机数生成器的内部状态。 |
