Praca z modułem random

W języku Python przewidziano moduł random generujący liczby pseudolosowe. Rozpoczynając pracę z nim, podobnie jak w przypadku innych modułów, musimy rozpocząć od importu całego modułu lub funkcji, których chcemy użyć. Zacznijmy od omówienia prostego przykładu:

import random				# Import modułu random

random.seed(123)			# Ustaw ziarno na 123
random.random()				# Wygeneruj liczbę

Pierwszą czynnością, którą wykonaliśmy, jest ustawienie ziarnaziarnoziarna na stałą wartość 123, używając funkcji seed() z modułu random. Następnie wygenerowaliśmy losową liczbę za pomocą metody random(). Bez względu na to, ile razy uruchomimy program, zawsze otrzymamy tę samą liczbę. Jeżeli pozbędziemy się ziarna i pozostawimy domyślne, ustawiane na podstawie czasu systemowego, wynik będzie za każdym razem inny. Łatwo jednak zauważyć, że nawet z domyślnym ziarnem zawsze otrzymujemy liczbę rzeczywistą bliską zeru. To dlatego, że funkcja random() zwraca wartość z przedziału:

Oczywiście czasami będziemy potrzebować liczb z innego zakresu. Dla większości przypadków wystarczą nam funkcje dostępne w module random. Zatem gdybyśmy chcieli wylosować liczbę z następującego zakresu:

możemy wykorzystać metodę uniform(). Funkcja ta przyjmuje dwa parametry: pierwszy określa początek, a drugi koniec zakresu, z którego losowane będą liczby rzeczywiste.

import random				# Import modułu random

random.uniform(30.0, 70.0)	# Wygeneruj liczbę

Gdybyśmy jednak chcieli wylosować liczbę całkowitą, możemy wykorzystać funkcję randrange(). Metoda ta może być wywołana na trzy różne sposoby:

• z pojedynczym parametrem oznaczającym koniec przedziału, z wyłączeniem podanej wartości, tak jak w przypadku poprzednich funkcji;

• z dwoma parametrami oznaczającymi początek i koniec przedziału, ponownie z przedziałem niedomkniętym z prawej strony;

• z trzema parametrami, gdzie pierwsze dwa oznaczają początek i koniec przedziału, a trzeci – skok pomiędzy nimi; tu również przedział nie jest domknięty.

Poniższy kod wygeneruje nam zatem najpierw liczbę całkowitą z zakresu:

Następnie wygenerujemy liczbę z przedziału:

A na koniec wylosujemy parzystą liczbę całkowitą z powyższego zakresu

import random				# Import modułu random

    						# Generowanie liczb całkowitych:
random.randrange(10)		# Od 0 do 9 włącznie
random.randrange(20, 81)	# Od 20 do 80 włącznie
random.randrange(20, 81, 2)	# Parzystych, od 20 do 80 włącznie

Symulacje

Oprócz generowania liczb przy użyciu modułu random możemy również dokonywać innych operacji. Jedną z nich jest mieszanie elementów w zbiorze takim jak na przykład tablica. Służy do tego metoda shuffle() przyjmująca tylko jeden argument, którym jest ten zbiór.

import random				# Import modułu random

cards = ['A', 'K', 'Q', 'J', '10']
random.shuffle(cards)		# Przetasuj zbiór kart

Kolejną wartą uwagi funkcją jest choice(), która wybierze pojedynczy element ze zbioru. Podobnie jak shuffle(), metoda choice() przyjmuje tylko jeden argument.

import random				# Import modułu random

cards = ['A', 'K', 'Q', 'J', '10']
random.choice(cards)		# Wybierz losową kartę

Do wylosowania n elementów bez powtórzeń służy metoda sample(). Przyjmuje ona dwa argumenty – zbiór oraz liczbę elementów do wylosowania.

import random				# Import modułu random

cards = ['A', 'K', 'Q', 'J', '10']
random.sample(cards, 3)		# Wybierz trzy losowe karty,

Ostatnią omawianą funkcją jest choices(). Metoda ta wybierze zadaną liczbę elementów ze zbioru, z powtórzeniami. Przyjmuje trzy argumenty: pierwszym z nich jest zbiór elementów, drugi argument zawiera zbiór wag poszczególnych elementów, ostatni parametr to liczba losowanych elementów.

import random				# Import modułu random

cards = ['A', 'K', 'Q', 'J', '10']
chance = [2, 3, 4, 4, 4]

# Wybierz osiem kart, z powtórzeniami.
# Niestety zgubiliśmy dwa asy i jednego króla,
# więc one mają mniejszą szansę żeby zostać wylosowane
random.choices(cards, chance, 8)

Słownik