Вселенная полезных советов 
Зачем нужны функции getstate() и setstate() ?
Если вы получили предыдущее состояние и восстановили его, тогда вы сможете оперировать одними и теми же случайными данными раз за разом. Помните, что использовать другую функцию random в данном случае нельзя. Также нельзя изменить значения заданных параметров. Сделав это, вы измените значение состояния .
Для закрепления понимания принципов работы и в генераторе случайных данных Python рассмотрим следующий пример:
Python
import random
number_list =
print(“Первая выборка “, random.sample(number_list,k=5))
# хранит текущее состояние в объекте state
state = random.getstate()
print(“Вторая выборка “, random.sample(number_list,k=5))
# Восстанавливает состояние state, используя setstate
random.setstate(state)
#Теперь будет выведен тот же список второй выборки
print(“Третья выборка “, random.sample(number_list,k=5))
# Восстанавливает текущее состояние state
random.setstate(state)
# Вновь будет выведен тот же список второй выборки
print(“Четвертая выборка “, random.sample(number_list,k=5))
1 | importrandom number_list=3,6,9,12,15,18,21,24,27,30 print(“Первая выборка “,random.sample(number_list,k=5)) state=random.getstate() print(“Вторая выборка “,random.sample(number_list,k=5)) random.setstate(state) print(“Третья выборка “,random.sample(number_list,k=5)) random.setstate(state) print(“Четвертая выборка “,random.sample(number_list,k=5)) |
Вывод:
Shell
Первая выборка
Вторая выборка
Третья выборка
Четвертая выборка
1 | Перваявыборка18,15,30,9,6 Втораявыборка27,15,12,9,6 Третьявыборка27,15,12,9,6 Четвертаявыборка27,15,12,9,6 |
Как можно заметить в результате вывода — мы получили одинаковые наборы данных. Это произошло из-за сброса генератора случайных данных.
Выбор случайного элемента из списка choice() модуль random
Метод используется для выбора случайного элемента из списка. Набор может быть представлен в виде списка или python строки. Метод возвращает один случайный элемент последовательности.
Пример использования в Python:
Python
import random
list =
print(“random.choice используется для выбора случайного элемента из списка – “, random.choice(list))
1 | importrandom list=55,66,77,88,99 print(“random.choice используется для выбора случайного элемента из списка – “,random.choice(list)) |
Вывод:
Shell
random.choice используется для выбора случайного элемента из списка – 55
| 1 | random.choiceиспользуетсядлявыбораслучайногоэлементаизсписка-55 |
Игра в кости с использованием модуля random в Python
Далее представлен код простой игры в кости, которая поможет понять принцип работы функций модуля random. В игре два участника и два кубика.
- Участники по очереди бросают кубики, предварительно встряхнув их;
- Алгоритм высчитывает сумму значений кубиков каждого участника и добавляет полученный результат на доску с результатами;
- Участник, у которого в результате большее количество очков, выигрывает.
Код программы для игры в кости Python:
Python
import random
PlayerOne = “Анна”
PlayerTwo = “Алекс”
AnnaScore = 0
AlexScore = 0
# У каждого кубика шесть возможных значений
diceOne =
diceTwo =
def playDiceGame():
“””Оба участника, Анна и Алекс, бросают кубик, используя метод shuffle”””
for i in range(5):
#оба кубика встряхиваются 5 раз
random.shuffle(diceOne)
random.shuffle(diceTwo)
firstNumber = random.choice(diceOne) # использование метода choice для выбора случайного значения
SecondNumber = random.choice(diceTwo)
return firstNumber + SecondNumber
print(“Игра в кости использует модуль random\n”)
#Давайте сыграем в кости три раза
for i in range(3):
# определим, кто будет бросать кости первым
AlexTossNumber = random.randint(1, 100) # генерация случайного числа от 1 до 100, включая 100
AnnaTossNumber = random.randrange(1, 101, 1) # генерация случайного числа от 1 до 100, не включая 101
if( AlexTossNumber > AnnaTossNumber):
print(“Алекс выиграл жеребьевку.”)
AlexScore = playDiceGame()
AnnaScore = playDiceGame()
else:
print(“Анна выиграла жеребьевку.”)
AnnaScore = playDiceGame()
AlexScore = playDiceGame()
if(AlexScore > AnnaScore):
print (“Алекс выиграл игру в кости. Финальный счет Алекса:”, AlexScore, “Финальный счет Анны:”, AnnaScore, “\n”)
else:
print(“Анна выиграла игру в кости. Финальный счет Анны:”, AnnaScore, “Финальный счет Алекса:”, AlexScore, “\n”)
1 | importrandom PlayerOne=”Анна” PlayerTwo=”Алекс” AnnaScore= AlexScore= diceOne=1,2,3,4,5,6 diceTwo=1,2,3,4,5,6 defplayDiceGame() “””Оба участника, Анна и Алекс, бросают кубик, используя метод shuffle””” foriinrange(5) #оба кубика встряхиваются 5 раз random.shuffle(diceOne) random.shuffle(diceTwo) firstNumber=random.choice(diceOne)# использование метода choice для выбора случайного значения SecondNumber=random.choice(diceTwo) returnfirstNumber+SecondNumber print(“Игра в кости использует модуль random\n”) foriinrange(3) # определим, кто будет бросать кости первым AlexTossNumber=random.randint(1,100)# генерация случайного числа от 1 до 100, включая 100 AnnaTossNumber=random.randrange(1,101,1)# генерация случайного числа от 1 до 100, не включая 101 if(AlexTossNumber>AnnaTossNumber) print(“Алекс выиграл жеребьевку.”) AlexScore=playDiceGame() AnnaScore=playDiceGame() else print(“Анна выиграла жеребьевку.”) AnnaScore=playDiceGame() AlexScore=playDiceGame() if(AlexScore>AnnaScore) print(“Алекс выиграл игру в кости. Финальный счет Алекса:”,AlexScore,”Финальный счет Анны:”,AnnaScore,”\n”) else print(“Анна выиграла игру в кости. Финальный счет Анны:”,AnnaScore,”Финальный счет Алекса:”,AlexScore,”\n”) |
Вывод:
Shell
Игра в кости использует модуль random
Анна выиграла жеребьевку.
Анна выиграла игру в кости. Финальный счет Анны: 5 Финальный счет Алекса: 2
Анна выиграла жеребьевку.
Анна выиграла игру в кости. Финальный счет Анны: 10 Финальный счет Алекса: 2
Алекс выиграл жеребьевку.
Анна выиграла игру в кости. Финальный счет Анны: 10 Финальный счет Алекса: 8
1 | Игравкостииспользуетмодульrandom Аннавыигралаигрувкости.ФинальныйсчетАнны5ФинальныйсчетАлекса2 Аннавыигралаигрувкости.ФинальныйсчетАнны10ФинальныйсчетАлекса2 Аннавыигралаигрувкости.ФинальныйсчетАнны10ФинальныйсчетАлекса8 |
Вот и все. Оставить комментарии можете в секции ниже.
Как использовать модуль random в Python
Для достижения перечисленных выше задач модуль random будет использовать разнообразные функции. Способы использования данных функций будут описаны в следующих разделах статьи.
В самом начале работы необходимо импортировать модуль random в программу. Только после этого его можно будет полноценно использовать. Оператор для импорта модуля random выглядит следующим образом:
Python
import random
| 1 | importrandom |
Теперь рассмотрим использование самого модуля random на простом примере:
Python
import random
print(“Вывод случайного числа при помощи использования random.random()”)
print(random.random())
1 | importrandom print(“Вывод случайного числа при помощи использования random.random()”) print(random.random()) |
Вывод:
Shell
Вывод случайного числа при помощи использования random.random()
0.9461613475266107
1 | Выводслучайногочислаприпомощииспользованияrandom.random() 0.9461613475266107 |
Как видите, в результате мы получили . У вас, конечно, выйдет другое случайно число.
- является базовой функцией модуля ;
- Почти все функции модуля зависят от базовой функции ;
- возвращает следующее случайное число с плавающей запятой в промежутке .
Перед разбором функций модуля random давайте рассмотрим основные сферы их применения.
Генерация случайного n-мерного массива целых чисел
Для генерации случайного n-мерного массива целых чисел используется :
Python
import numpy
random_integer_array = numpy.random.random_integers(1, 10, 5)
print(“1-мерный массив случайных целых чисел \n”, random_integer_array,”\n”)
random_integer_array = numpy.random.random_integers(1, 10, size=(3, 2))
print(“2-мерный массив случайных целых чисел \n”, random_integer_array)
1 | importnumpy random_integer_array=numpy.random.random_integers(1,10,5) print(“1-мерный массив случайных целых чисел \n”,random_integer_array,”\n”) random_integer_array=numpy.random.random_integers(1,10,size=(3,2)) print(“2-мерный массив случайных целых чисел \n”,random_integer_array) |
Вывод:
Shell
1-мерный массив случайных целых чисел
2-мерный массив случайных целых чисел
]
1 | 1-мерныймассивслучайныхцелыхчисел 101421 2-мерныймассивслучайныхцелыхчисел 26 910 36 |
Генератор случайных чисел для лотереи
Вы хотите получить случайные числа без повторения. Также вам не нужны некоторые числа. Потому что они по-вашему точно не выпадут. Вы легко настроите нужный вам режим нашего генератора чисел. И он будет выдавать вам только полезные комбинации чисел. Вам больше не нужно много разных генераторов. Этот ГСЧ является универсальным. Данный генератор легко настраивается под вас. Генератор не имеет никаких ограничений по количеству и диапазоне чисел. Данная генерация выполняется на стороне сервера а не вашего браузера. Мы устранили все факторы могут повлиять на результат случайного выбора.
Новый генератор ГСЧ
Наш генератор случайных значений перемешивает числа несколько раз. Мы не просто генерируем случайные числа. Мы сначала перетасовывает местами все числа среди которых надо выбрать. Это делается несколько раз. И только после этого мы еще раз случайно выбираем заданное количество чисел. Такой подход к генерации случайных чисел гарантирует случайность выбора.
Криптографическая зашита генератора случайных данных в Python
Случайно сгенерированные числа и данные, полученные при помощи модуля random в Python, лишены криптографической защиты. Следовательно, возникает вопрос — как добиться надежной генерации случайных чисел?
Криптографически надежный генератор псевдослучайных чисел представляет собой генератор чисел, который обладает особенностями, что делают его подходящим для использования в криптографических приложениях, где безопасность данных имеет первостепенное значение.
- Все функции криптографически надежного генератора возвращают полученные случайным образом байты;
- Значение случайных байтов, полученных в результате использования функции, зависит от источников ОС.
- Качество генерации также зависит от случайных источников ОС.
Для обеспечения криптографической надежности генерации случайных чисел можно использовать следующие подходы:
- Применение модуля secrets для защиты случайных данных;
- Использование из модуля os ;
- Использование класса .
Пример криптографически надежной генерации данных в Python:
Python
import random
import secrets
number = random.SystemRandom().random()
print(“Надежное число “, number)
print(“Надежный токен байтов”, secrets.token_bytes(16))
1 | importrandom importsecrets number=random.SystemRandom().random() print(“Надежное число “,number) print(“Надежный токен байтов”,secrets.token_bytes(16)) |
Вывод:
Shell
Надежное число 0.11139538267693572
Надежный токен байтов b’\xae\xa0\x91*.\xb6\xa1\x05=\xf7+>\r;Y\xc3′
1 | Надежноечисло0.11139538267693572 |
Генерация случайных универсально уникальных ID
Модуль Python UUID предоставляет неизменяемые UUID объекты. UUID является универсально уникальным идентификатором.
У модуля есть функции для генерации всех версий UUID. Используя функцию , можно получить случайно сгенерированное уникальное ID длиной в 128 битов, которое к тому же является криптографически надежным.
Полученные уникальные ID используются для идентификации документов, пользователей, ресурсов и любой другой информации на компьютерных системах.
Пример использования в Python:
Python
import uuid
# получить уникальный UUID
safeId = uuid.uuid4()
print(“безопасный уникальный id “, safeId)
1 | importuuid safeId=uuid.uuid4() print(“безопасный уникальный id “,safeId) |
Вывод:
Shell
безопасный уникальный id fb62463a-cd93-4f54-91ab-72a2e2697aff
| 1 | безопасныйуникальныйidfb62463a-cd93-4f54-91ab-72a2e2697aff |
