如何用 Python 生成指定范围内的 N 个唯一随机数？

用 Python 生成范围内的 N 个唯一随机数

简介

在软件开发中，我们经常需要生成一组随机数来模拟真实世界中的情况或用于其他目的。生成随机数的方法有很多，其中一种是使用 Python 内置的 random 模块。本博客文章将指导你如何使用 random 模块生成指定范围内的 N 个唯一随机数，并提供详细的代码示例和说明。

问题

如何用 Python 生成指定范围内的 N 个唯一随机数？

解决方案

生成指定范围内的 N 个唯一随机数的步骤如下：

1. 导入 random 模块： 首先，你需要导入 Python 的 random 模块。

import random

2. 定义范围： 定义生成随机数的范围，包括起始数字和结束数字（包含）。例如，如果你想生成 [0, 100] 范围内的随机数，则：

low = 0
high = 100

3. 初始化空列表： 创建一个空列表来存储生成的随机数。

random_numbers = []

4. 生成随机数： 使用以下循环生成随机数，直到达到所需的个数 N：

while len(random_numbers) < N:
    # 生成一个随机数
    number = random.randint(low, high)
    # 如果随机数不存在于列表中，则将其添加到列表
    if number not in random_numbers:
        random_numbers.append(number)

5. 返回唯一随机数列表： 循环完成后，random_numbers 列表将包含 N 个唯一随机数。返回此列表。

return random_numbers

代码示例

以下 Python 代码演示了如何生成范围为 [0, 100] 内的 10 个唯一随机数：

import random

def generate_unique_random_numbers(low, high, n):
    random_numbers = []
    while len(random_numbers) < n:
        number = random.randint(low, high)
        if number not in random_numbers:
            random_numbers.append(number)
    return random_numbers

random_numbers = generate_unique_random_numbers(0, 100, 10)
print(random_numbers)  # 输出：例如：[23, 45, 17, 92, 61, 34, 88, 7, 56, 1]

常见问题解答

1. 如何更改随机数的范围？

只需修改 generate_unique_random_numbers 函数中的 low 和 high 参数即可更改随机数的范围。例如，要生成 [50, 200] 范围内的随机数，则：

generate_unique_random_numbers(50, 200, 10)

2. 如何生成浮点随机数？

可以使用 random.uniform() 函数生成浮点随机数。例如，要生成 [0.0, 1.0] 范围内的 10 个浮点随机数，则：

import random

random_numbers = []
for i in range(10):
    random_numbers.append(random.uniform(0.0, 1.0))

3. 如何生成带种子的随机数？

为了可重复性，你可以使用 random.seed() 函数设置一个种子值。例如：

import random

# 设置种子
random.seed(1234)

# 生成 10 个随机数
random_numbers = [random.randint(0, 100) for i in range(10)]

4. 如何生成不重复的随机字符串？

你可以使用 random.choices() 函数生成不重复的随机字符串。例如，要生成长度为 10 的不重复随机字符串，则：

import random

chars = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
random_string = ''.join(random.choices(chars, k=10))

5. 如何生成带权重的随机数？

你可以使用 random.choices() 函数生成带权重的随机数。例如，要生成 [1, 2, 3, 4, 5] 中的随机数，其中 1 的权重最高，5 的权重最低，则：

import random

weights = [5, 4, 3, 2, 1]
random_number = random.choices([1, 2, 3, 4, 5], weights=weights)[0]

总结

掌握生成范围内的 N 个唯一随机数的能力在软件开发中非常有用。本文提供了分步指南、代码示例和常见问题解答，以帮助你理解并实现这一重要任务。通过探索不同的函数和参数，你可以根据需要定制你的随机数生成过程。