随机数np.random

主要介绍创建ndarray随机数组以及随机打乱顺序、随机选取元素等相关操作的方法。

创建随机ndarray数组

创建随机ndarray数组主要包含设置随机种子、均匀分布和正态分布三部分内容，具体代码如下所示。

  • 设置随机数种子 
  1. # 可以多次运行，观察程序输出结果是否一致
  2. # 如果不设置随机数种子，观察多次运行输出结果是否一致
  3. np.random.seed(10)
  4. a = np.random.rand(3, 3)
  5. a
  1. array([[0.77132064, 0.02075195, 0.63364823],
  2.        [0.74880388, 0.49850701, 0.22479665],
  3.        [0.19806286, 0.76053071, 0.16911084]])
  • 均匀分布 
  1. # 生成均匀分布随机数，随机数取值范围在[0, 1)之间
  2. a = np.random.rand(3, 3)
  3. a
  1. array([[0.08833981, 0.68535982, 0.95339335],
  2.        [0.00394827, 0.51219226, 0.81262096],
  3.        [0.61252607, 0.72175532, 0.29187607]])
  1. # 生成均匀分布随机数，指定随机数取值范围和数组形状
  2. a = np.random.uniform(low = -1.0, high = 1.0, size=(2,2))
  3. a
  1. array([[ 0.83554825,  0.42915157],
  2.        [ 0.08508874, -0.7156599 ]])
  • 正态分布 
  1. # 生成标准正态分布随机数
  2. a = np.random.randn(3, 3)
  3. a
  1. array([[ 1.484537  , -1.07980489, -1.97772828],
  2.        [-1.7433723 ,  0.26607016,  2.38496733],
  3.        [ 1.12369125,  1.67262221,  0.09914922]])
  1. # 生成正态分布随机数，指定均值loc和方差scale
  2. a = np.random.normal(loc = 1.0, scale = 1.0, size = (3,3))
  3. a
  1. array([[2.39799638, 0.72875201, 1.61320418],
  2.        [0.73268281, 0.45069099, 1.1327083 ],
  3.        [0.52385799, 2.30847308, 1.19501328]])

随机打乱ndarray数组顺序

  • 随机打乱1维ndarray数组顺序，发现所有元素位置都被打乱了，代码如下所示。 
  1. # 生成一维数组
  2. a = np.arange(0, 30)
  3. # 打乱一维数组顺序
  4. print('before random shuffle: ', a)
  5. np.random.shuffle(a)
  6. print('after random shuffle: ', a)
  1. ('before random shuffle: ', array([ 0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
  2.        17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29]))
  3. ('after random shuffle: ', array([10, 21, 26,  7,  0, 23,  2, 17, 18, 20, 12,  6,  9,  3, 25,  5, 13,
  4.        14, 24, 29,  1, 28, 11, 15, 27, 16, 19,  4, 22,  8]))

随机打乱2维ndarray数组顺序，发现只有行的顺序被打乱了，列顺序不变，代码如下所示。

  1. # 生成一维数组
  2. a = np.arange(0, 30)
  3. # 将一维数组转化成2维数组
  4. a = a.reshape(10, 3)
  5. # 打乱一维数组顺序
  6. print('before random shuffle: \n{}'.format(a))
  7. np.random.shuffle(a)
  8. print('after random shuffle: \n{}'.format(a))
  1. before random shuffle: 
  2. [[ 0  1  2]
  3.  [ 3  4  5]
  4.  [ 6  7  8]
  5.  [ 9 10 11]
  6.  [12 13 14]
  7.  [15 16 17]
  8.  [18 19 20]
  9.  [21 22 23]
  10.  [24 25 26]
  11.  [27 28 29]]
  12. after random shuffle: 
  13. [[15 16 17]
  14.  [12 13 14]
  15.  [27 28 29]
  16.  [ 3  4  5]
  17.  [ 9 10 11]
  18.  [21 22 23]
  19.  [18 19 20]
  20.  [ 0  1  2]
  21.  [ 6  7  8]
  22.  [24 25 26]]

随机选取元素

  1. # 随机选取部分元素
  2. a = np.arange(30)
  3. b = np.random.choice(a, size=5)
  4. b
  1. array([ 0, 24, 12,  5,  4])