Ngẫu nhiên hoạt động như thế nào trên python?

Mô-đun

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

32

Có lẽ công cụ được biết đến rộng rãi nhất để tạo dữ liệu ngẫu nhiên trong Python là mô-đun

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

Trước đó, bạn đã chạm nhẹ vào

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

>>>

import random
random.random[] * 100

Nếu bạn tự chạy mã này, tôi cá rằng số tiền tiết kiệm cả đời của tôi sẽ được trả về trên máy của bạn sẽ khác. Mặc định khi bạn không khởi tạo trình tạo là sử dụng thời gian hệ thống hiện tại của bạn hoặc "nguồn ngẫu nhiên" từ hệ điều hành của bạn nếu có sẵn

Với

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

>>>

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

Lưu ý sự lặp lại của các số "ngẫu nhiên". Chuỗi số ngẫu nhiên trở nên xác định hoặc hoàn toàn được xác định bởi giá trị hạt giống, 444

Hãy xem xét một số chức năng cơ bản hơn của

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

import random
random.random[] * 100

>>>

import random
print random.randint[0, 5]

Với

import random
random.random[] * 100

>>>

import random
random.random[] * 100

Nếu bạn cần tạo số float ngẫu nhiên nằm trong khoảng [x, y] cụ thể, bạn có thể sử dụng

import random
random.random[] * 100

>>>

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

Để chọn một phần tử ngẫu nhiên từ một chuỗi không trống [như danh sách hoặc bộ dữ liệu], bạn có thể sử dụng

import random
random.random[] * 100

import random
random.random[] * 100

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

Để bắt chước lấy mẫu mà không cần thay thế, hãy sử dụng

import random
random.random[] * 100

>>>

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

Bạn có thể chọn ngẫu nhiên một chuỗi tại chỗ bằng cách sử dụng

import random
random.random[] * 100

>>>

import random
myList = [2, 109, False, 10, "Lorem", 482, "Ipsum"]
random.choice[myList]

Nếu bạn không muốn thay đổi danh sách ban đầu, trước tiên bạn cần tạo một bản sao và sau đó xáo trộn bản sao. Bạn có thể tạo các bản sao của danh sách Python bằng mô-đun

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

Trước khi chuyển sang tạo dữ liệu ngẫu nhiên với NumPy, hãy xem xét thêm một ứng dụng có liên quan một chút. tạo ra một chuỗi các chuỗi ngẫu nhiên duy nhất có độ dài đồng đều

Nó có thể giúp suy nghĩ về thiết kế của chức năng đầu tiên. Bạn cần chọn từ một “nhóm” các ký tự như chữ cái, số và/hoặc dấu chấm câu, kết hợp chúng thành một chuỗi duy nhất, sau đó kiểm tra xem chuỗi này chưa được tạo chưa. Python

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

import random
print random.randint[0, 5]

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

import random
random.random[] * 100

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

Nguồn. Mô-đun

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

Hãy thử chức năng này

>>>

import random
print random.randint[0, 5]

Đối với phiên bản tinh chỉnh của hàm này, câu trả lời Stack Overflow này sử dụng các hàm tạo, liên kết tên và một số thủ thuật nâng cao khác để tạo phiên bản

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

PRNG cho mảng.

import random
print random.randint[0, 5]

32

Một điều bạn có thể nhận thấy là phần lớn các hàm từ

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

>>>

import random
print random.randint[0, 5]

Nhưng có một tùy chọn khác được thiết kế riêng cho việc này. Bạn có thể nghĩ gói

import random
print random.randint[0, 5]

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

Hãy lưu ý rằng

import random
print random.randint[0, 5]

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

import random
print random.randint[0, 5]

>>>

import random
print random.randint[0, 5]

Không có gì khó chịu, đây là một vài ví dụ để kích thích sự thèm ăn của bạn

>>>

import random
print random.randint[0, 5]

Trong cú pháp của

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

Một thao tác phổ biến khác là tạo một chuỗi các giá trị Boolean ngẫu nhiên,

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

import random
myList = [2, 109, False, 10, "Lorem", 482, "Ipsum"]
random.choice[myList]

import random
myList = [2, 109, False, 10, "Lorem", 482, "Ipsum"]
random.choice[myList]

>>>

import random
print random.randint[0, 5]

Còn việc tạo dữ liệu tương quan thì sao? . Một cách để giải quyết vấn đề này là sử dụng hàm

import random
myList = [2, 109, False, 10, "Lorem", 482, "Ipsum"]
random.choice[myList]

Để lấy mẫu từ phân phối chuẩn đa biến, bạn chỉ định ma trận phương tiện và hiệp phương sai, và bạn kết thúc bằng nhiều chuỗi dữ liệu tương quan, mỗi chuỗi dữ liệu được phân phối xấp xỉ chuẩn

Tuy nhiên, thay vì hiệp phương sai, tương quan là thước đo quen thuộc và trực quan hơn đối với hầu hết mọi người. Đó là hiệp phương sai được chuẩn hóa bằng tích của các độ lệch chuẩn và do đó bạn cũng có thể xác định hiệp phương sai theo tương quan và độ lệch chuẩn

Vì vậy, bạn có thể lấy các mẫu ngẫu nhiên từ phân phối chuẩn đa biến bằng cách chỉ định ma trận tương quan và độ lệch chuẩn không? . Ở đây, S là một vectơ của độ lệch chuẩn, P là ma trận tương quan của chúng và C là ma trận hiệp phương sai [hình vuông] kết quả

Điều này có thể được thể hiện bằng NumPy như sau

import random
print random.randint[0, 5]

Bây giờ, bạn có thể tạo hai chuỗi thời gian tương quan nhưng vẫn ngẫu nhiên

>>>

import random
print random.randint[0, 5]

Bạn có thể coi

import random
myList = [2, 109, False, 10, "Lorem", 482, "Ipsum"]
random.choice[myList]

import random
myList = [2, 109, False, 10, "Lorem", 482, "Ipsum"]
random.choice[myList]

import random
myList = [2, 109, False, 10, "Lorem", 482, "Ipsum"]
random.choice[myList]

import random
myList = [2, 109, False, 10, "Lorem", 482, "Ipsum"]
random.choice[myList]

>>>

import random
print random.randint[0, 5]

Trước khi chúng tôi chuyển sang CSPRNG, có thể hữu ích khi tóm tắt một số hàm

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

import random
print random.randint[0, 5]

Python

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

import random
print random.randint[0, 5]

Ghi chú. NumPy chuyên dùng để xây dựng và thao tác với các mảng lớn, đa chiều. Nếu bạn chỉ cần một giá trị duy nhất, thì

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

Bây giờ bạn đã đề cập đến hai tùy chọn cơ bản cho PRNG, hãy chuyển sang một vài tùy chọn thích ứng an toàn hơn

import random
print random.randint[0, 5]

230. Giới thiệu ngẫu nhiên như nó có được

Hàm

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

• Trên các hệ điều hành Unix, nó đọc các byte ngẫu nhiên từ tệp đặc biệt

  import random
  print random.randint[0, 5]
  

  235, từ đó “cho phép truy cập vào tiếng ồn môi trường được thu thập từ trình điều khiển thiết bị và các nguồn khác. ” [Cảm ơn, Wikipedia. ] Đây là thông tin bị cắt xén dành riêng cho trạng thái hệ thống và phần cứng của bạn tại một thời điểm nhưng đồng thời cũng đủ ngẫu nhiên

• Trên Windows, hàm C++

  import random
  print random.randint[0, 5]
  

  236 được sử dụng. Hàm này về mặt kỹ thuật vẫn là giả ngẫu nhiên, nhưng nó hoạt động bằng cách tạo giá trị gốc từ các biến như ID tiến trình, trạng thái bộ nhớ, v.v.

Với

import random
print random.randint[0, 5]

>>>

import random
print random.randint[0, 5]

Trước khi chúng ta tiếp tục, đây có thể là thời điểm tốt để đi sâu vào một bài học nhỏ về mã hóa ký tự. Nhiều người, bao gồm cả tôi, có một số phản ứng dị ứng khi họ nhìn thấy các đối tượng

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

import random
print random.randint[0, 5]

>>>

import random
random.random[] * 100

Nhưng làm thế nào để điều này cuối cùng lại biến thành một Python

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

Đầu tiên, hãy nhớ lại một trong những khái niệm cơ bản của điện toán, đó là một byte được tạo thành từ 8 bit. Bạn có thể coi một bit là một chữ số duy nhất là 0 hoặc 1. Một byte chọn một cách hiệu quả giữa 0 và 1 tám lần, vì vậy cả

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

>>>

import random
random.random[] * 100

Điều này tương đương với

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

Điều đó để chúng ta ở đâu? . [Không có ý định chơi chữ. ] Cho rằng chúng ta được phép có 8 bit, mỗi bit có 2 lựa chọn, có thể có các tổ hợp “kết hợp”

import random
print random.randint[0, 5]

Điều này có nghĩa là mỗi byte ánh xạ tới một số nguyên từ 0 đến 255. Nói cách khác, chúng ta sẽ cần nhiều hơn 8 bit để biểu diễn số nguyên 256. Bạn có thể xác minh điều này bằng cách kiểm tra xem

import random
print random.randint[0, 5]

Được rồi, bây giờ hãy quay lại kiểu dữ liệu

import random
print random.randint[0, 5]

>>>

import random
random.random[] * 100

Nếu bạn gọi

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

>>>

import random
random.random[] * 100

Các dấu gạch chéo ngược này là các chuỗi thoát và

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

Nếu bạn cần xem lại hệ thập lục phân, Charles Petzold's Code. The Hidden Language là một nơi tuyệt vời cho điều đó. Hex là một hệ thống đánh số cơ số 16, thay vì sử dụng từ 0 đến 9, sử dụng từ 0 đến 9 và a đến f làm các chữ số cơ bản của nó

Cuối cùng, hãy quay lại nơi bạn đã bắt đầu, với chuỗi byte ngẫu nhiên

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

>>>

import random
random.random[] * 100

Một câu hỏi cuối cùng. làm thế nào là

import random
print random.randint[0, 5]

0.9560342718892494
0.9478274870593494
0.05655136772680869

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

import random
print random.randint[0, 5]

Ngay cả khi byte [chẳng hạn như

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

Chi tiết kỹ thuật. Điều bạn chủ yếu mổ xẻ ở đây là làm thế nào một đối tượng

import random
print random.randint[0, 5]

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

random.choice[ ['red', 'black', 'green'] ].

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

Với điều đó trong vành đai của bạn, hãy chạm vào một mô-đun được giới thiệu gần đây,

import random
print random.randint[0, 5]

Python được giữ tốt nhất

import random
print random.randint[0, 5]

34

Được giới thiệu trong Python 3. 6 bởi một trong những PEP nhiều màu sắc hơn hiện có, mô-đun

import random
print random.randint[0, 5]

Bạn có thể kiểm tra mã nguồn của mô-đun, mã này ngắn và dễ hiểu với khoảng 25 dòng mã.

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

>>>

import random
random.random[] * 100

Bây giờ, làm thế nào về một ví dụ cụ thể? . com hay bit. ly biến một URL khó sử dụng thành một cái gì đó như https. //chút. ly/2IcCp9u. Hầu hết các trình rút gọn không thực hiện bất kỳ thao tác băm phức tạp nào từ đầu vào đến đầu ra;

Giả sử rằng sau khi xem Cơ sở dữ liệu vùng gốc, bạn đã đăng ký trang web ngắn. ly. Đây là một chức năng giúp bạn bắt đầu với dịch vụ của mình

import random
random.random[] * 100

Đây có phải là một minh họa thực tế đầy đủ? . Tôi sẽ đặt cược chút đó. ly thực hiện mọi thứ theo cách nâng cao hơn một chút so với việc lưu trữ mỏ vàng của nó trong từ điển Python toàn cầu không liên tục giữa các phiên

Ghi chú. Nếu bạn muốn xây dựng một công cụ rút ngắn URL chính thức của riêng mình, thì hãy xem Xây dựng một công cụ rút ngắn URL với FastAPI và Python

Tuy nhiên, nó gần như chính xác về mặt khái niệm

>>>

import random
random.random[] * 100

Giữ lấy. Một điều bạn có thể nhận thấy là cả hai kết quả này đều có độ dài 7 khi bạn yêu cầu 5 byte. Đợi đã, tôi nghĩ rằng bạn nói rằng kết quả sẽ dài gấp đôi? . Có một điều nữa đang xảy ra ở đây.

import random
print random.randint[0, 5]

Nếu ban đầu bạn chỉ định một số byte nhất định

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

import random
print random.randint[0, 5]

Điểm mấu chốt ở đây là, trong khi

import random
print random.randint[0, 5]