魔法对话录

小白：（挠头）我写的抽奖程序每次结果都一样，是不是被诅咒了？
专家：（掏出魔法骰子）掌握random模块，让程序充满惊喜！

基础魔法入门

1. 召唤随机模块

import random  # 导入随机模块

2.常用函数速查表

3.生成随机数

# 0-1之间的浮点数
print(random.random())  # → 0.723...

# 1-10之间的整数
print(random.randint(1, 10))  # → 5

#随机生成1到1000步长为10的整数
print(random.randrange(1,1000,10))

#随机生成5到99之间的整数
print(random.randrange(5,100))

#随机生成小于100的整数
print(random.randrange(100))

#随机从序列中返回一个元素
seq_list = [1,2,3]
print(random.choice(seq_list))

# 从列表中随机选择两个元素
print(random.choices(seq_list, k=2))

# 从列表中随机选择4个元素 元素可能会重复
print(random.choices(seq_list, k=6))

#打乱序列
seq_list = [1,2,3,4,5]
random.shuffle(seq_list)
print(seq_list)

#随机返回2个元素
seq_list = [1,2,3,4,5]
print(random.sample(seq_list,2))

 #随机生成20个字节
print(random.randbytes(20))

#设置a等于某个值时，确保每次运行程序时生成的随机数序列都是相同的。
random.seed('a')
print(random.randbytes(20))
print(random.getrandbits(20))

#生成一个在指定范围内[a, b]（包含a和b）的随机浮点数。
print(random.uniform(0.1,10))

实战案例

案例 1：猜数字游戏

target = random.randint(1, 100)
while True:
    guess = int(input("猜一个1-100的数字："))
    if guess == target:
        print("恭喜你猜对了！")
        break

案例 2：随机密码生成

chars = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789!@#$%^&*'
password = ''.join(random.choice(chars) for _ in range(8))
print(password)  # → aB3$x9Fg

案例 3：蒙特卡罗模拟计算 π 值

def estimate_pi(iterations):
    inside = 0
    for _ in range(iterations):
        x, y = random.random(), random.random()
        if x**2 + y**2 <= 1:
            inside += 1
    return 4 * inside / iterations

print(estimate_pi(1000000))  # → 3.141592...

魔法失效警告

1. 伪随机陷阱

# 错误示范（不可用于加密）
random.seed(123)
key = random.randint(0, 255)  #  可预测的密钥

# 正确做法（使用secrets模块）
import secrets
key = secrets.randbits(256)  #  真正的随机数

2. 空序列错误

# 错误示范
empty_list = []
print(random.choice(empty_list))  #  IndexError

# 安全写法
if empty_list:
    print(random.choice(empty_list))
else:
    print("无可用元素")

高级魔法工具

1. 无重复抽样

players = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E']
print(random.sample(players, 3))  # → ['C', 'A', 'E']

2. 权重选择

items = ['谢谢参与', '一等奖', '二等奖']
weights = [80, 5, 15]
print(random.choices(items, weights=weights, k=1))  # → ['二等奖']

小白：（眼睛发亮）原来随机数还能这么玩！
专家：（神秘一笑）记住：随机数是魔法，但要用对地方！