极客教程Python随机整数
随机数在编程中扮演着重要的角色，可以应用于多个领域，如游戏开发、密码学、数据生成等。Python提供了多种生成随机数的方式，本文将介绍Python中生成随机整数的各种方法，并给出相应示例代码和运行结果。
random模块
random模块是Python中生成伪随机数的标准库，它包含了多个生成随机数的函数。
randrange(start, stop[, step])
randrange函数返回一个指定范围内的随机整数。其中start为起始值（包含），stop为结束值（不包含），可选参数step为步长。
示例代码：
import random
# 生成1-10之间的随机整数
num = random.randrange(1, 11)
print(num)
运行结果：
5
randint(a, b)
randint函数返回一个指定范围内的随机整数。其中a为起始值，b为结束值（包含）。
示例代码：
import random
# 生成1-10之间的随机整数
num = random.randint(1, 10)
print(num)
运行结果：
3
random()
random函数返回一个0到1之间的随机浮点数。
示例代码：
import random
# 生成0到1之间的随机浮点数
num = random.random()
print(num)
运行结果：
0.6392486907413678
uniform(a, b)
uniform函数返回一个指定范围内的随机浮点数。其中a为起始值，b为结束值。
示例代码：
import random
# 生成1到10之间的随机浮点数
num = random.uniform(1, 10)
print(num)
运行结果：
7.397965368202748
choice(seq)
choice函数用于从一个非空序列中随机选择一个元素。
示例代码：
import random
# 从指定列表中随机选择一个元素
fruit = random.choice(['apple', 'banana', 'orange'])
print(fruit)
运行结果：
banana
shuffle(seq)
shuffle函数用于将一个序列中的元素随机打乱。
示例代码：
import random
# 将列表中的元素随机打乱
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
random.shuffle(numbers)
print(numbers)
运行结果：
[2, 1, 3, 5, 4]
sample(seq, k)
sample函数用于从一个非空序列中随机选择k个不重复的元素作为一个新的列表返回。
示例代码：
import random
# 从指定列表中随机选择2个不重复的元素
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
selected_numbers = random.sample(numbers, 2)
print(selected_numbers)
运行结果：
[3, 1]
secrets模块
secrets模块是Python 3.6中新增的模块，提供了生成安全随机数的功能。相比于random模块，secrets模块生成的随机数更适合用于安全领域，如密码学、令牌生成等。
randbelow(n)
randbelow函数返回一个小于指定参数n的随机非负整数。
示例代码：
import secrets
# 生成小于10的随机整数
num = secrets.randbelow(10)
print(num)
运行结果：
5
randbits(k)
randbits函数返回一个k比特长度的随机整数。
示例代码：
import secrets
# 生成10比特长度的随机整数
num = secrets.randbits(10)
print(num)
运行结果：
634
choice(seq)
choice函数用于从一个非空序列中随机选择一个元素。
示例代码：
import secrets
# 从指定列表中随机选择一个元素
fruit = secrets.choice(['apple', 'banana', 'orange'])
print(fruit)
运行结果：
banana
token_bytes(n)
token_bytes函数返回一个包含n个字节的随机数，适用于生成令牌或密码重置等场景。
示例代码：
import secrets
# 生成8个字节的随机数
token = secrets.token_bytes(8)
print(token)
运行结果：
b'\xde\xe5\xf9\x80\xaaB\xb9\xcc'
token_hex(n)
token_hex函数返回一个包含n个十六进制字符的随机字符串。
示例代码：
import secrets
# 生成16个十六进制字符的随机字符串
token = secrets.token_hex(16)
print(token)
运行结果：
de5f980aaab9cc876d4b9a2fbf138160
token_urlsafe(n)
token_urlsafe函数返回一个包含n个URL安全字符的随机字符串。URL安全字符包括字母、数字、连字符和下划线。
示例代码：
import secrets
# 生成32个URL安全字符的随机字符串
token = secrets.token_urlsafe(32)
print(token)
运行结果：
S84aT_RuDhhixD3qcY-H-uNLolgSXycXZiZUpN8hFwY
numpy模块
numpy是Python中常用的数值计算库，除了提供强大的数学运算能力，还可以生成随机数。
random.randint(low, high=None, size=None, dtype=int)
random.randint函数通过指定最低值low和最高值high来生成随机整数。size参数用于指定生成随机数的维度大小。
示例代码：
import numpy as np
# 生成1到10之间的随机整数
num = np.random.randint(1, 11)
print(num)
运行结果：
7
random.random(size=None)
random.random函数生成一个0到1之间的随机浮点数。size参数用于指定生成随机数的维度大小。
示例代码：
import numpy as np
# 生成0到1之间的随机浮点数
num = np.random.random()
print(num)
运行结果：
0.6801402395433201
random.uniform(low, high, size=None)
random.uniform函数生成一个指定范围内的随机浮点数。其中low为起始值，high为结束值。size参数用于指定生成随机数的维度大小。
示例代码：
import numpy as np
# 生成1到10之间的随机浮点数
num = np.random.uniform(1, 10)
print(num)
运行结果：
3.743968091782926
random.choice(a, size=None, replace=True, p=None)
random.choice函数从给定的列表a中随机选择元素。size参数用于指定选择的元素数量，replace参数用于指定是否可以重复选择元素，p参数用于指定元素选择的概率分布。
示例代码：
import numpy as np
# 从指定列表中随机选择一个元素
fruit = np.random.choice(['apple', 'banana', 'orange'])
print(fruit)
运行结果：
banana
random.shuffle(x)
random.shuffle函数用于将序列x中的元素随机打乱。
示例代码：
import numpy as np
# 将列表中的元素随机打乱
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
np.random.shuffle(numbers)
print(numbers)
运行结果：
[3, 1, 4, 2, 5]
random.choice(a, size=None, replace=True, p=None)
random.choice函数用于从给定的列表a中随机选择元素。size参数用于指定选择的元素数量，replace参数用于指定是否可以重复选择元素，p参数用于指定元素选择的概率分布。
示例代码：
import numpy as np
# 从指定列表中随机选择2个不重复的元素
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
selected_numbers = np.random.choice(numbers, 2, replace=False)
print(selected_numbers)
运行结果：
[1 4]
总结
本文介绍了Python中生成随机整数的多种方法。random模块是Python标准库中用于生成伪随机数的模块，提供了randrange、randint、random、uniform、choice、shuffle和sample等函数。secrets模块是Python 3.6中新增的模块，用于生成安全随机数，提供了randbelow、randbits、choice、token_bytes、token_hex和token_urlsafe等函数。numpy模块是一个常用的数值计算库，除了提供数学运算功能外，也可以生成随机数，提供了randint、random、uniform、choice和shuffle等函数。