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使用numpy產生隨機數

ipy line sca 區間 數據類型 官方 docs randint .html

numpy中的random模塊包含了很多方法可以用來產生隨機數,這篇文章將對random中的一些常用方法做一個總結。

1、numpy.random.rand(d0, d1, ..., dn)

作用:產生一個給定形狀的數組(其實應該是ndarray對象或者是一個單值),數組中的值服從[0, 1)之間的均勻分布
參數:d0, d, ..., dn : int,可選。如果沒有參數則返回一個float型的隨機數,該隨機數服從[0, 1)之間的均勻分布。
返回值:ndarray對象或者一個float型的值
例子

# [0, 1)之間均勻分布的隨機數,3行2列
a = np.random.rand(3, 2)
print(a)
# 不提供形狀
b = np.random.rand()
print(b)

輸出:

[[0.26054323 0.28184468]
 [0.7783674  0.71733674]
 [0.90302256 0.49303252]]
0.6022098740124009

2、numpy.random.uniform(low=0.0, high=1.0, size=None)

作用:返回一個在區間[low, high)中均勻分布的數組,size指定形狀。
參數
low, high:float型或者float型的類數組對象。指定抽樣區間為[low, high),low的默認值為0.0,hign的默認值為1.0
size:int型或int型元組。指定形狀,如果不提供size,則返回一個服從該分布的隨機數。
例子

# 在[1, 10)之間均勻抽樣,數組形狀為3行2列
a = np.random.uniform(1, 10, (3, 2))
print(a)
# 不提供size
b = np.random.uniform(1, 10)
print(b)

輸出:

[[5.16545387 6.3769087 ]
 [9.98964899 7.88833885]
 [1.37173855 4.19855075]]
3.899250175275188

3、numpy.random.randn(d0, d1, ..., dn)

作用:返回一個指定形狀的數組,數組中的值服從標準正態分布(均值為1,方差為0)。
參數:d0, d, ..., dn : int,可選。如果沒有參數,則返回一個服從標準正太分布的float型隨機數。

返回值:ndarray對象或者float
例子

# 3行2列
a = np.random.randn(3, 2)
print(a)
# 不提供形狀
b = np.random.randn()
print(b)

輸出:

[[-1.46605527  0.35434705]
 [ 0.43408199  0.02689309]
 [ 0.48041554  1.62665755]]
-0.6291254375915813

4、numpy.random.normal(loc=0.0, scale=1.0, size=None)

作用:返回一個由size指定形狀的數組,數組中的值服從 \(\mu=loc, \sigma=scale\)正太分布
參數
loc : float型或者float型的類數組對象,指定均值 \(\mu\)
scale : float型或者float型的類數組對象,指定標準差 \(\sigma\)
size : int型或者int型的元組,指定了數組的形狀。如果不提供size,且loc和scale為標量(不是類數組對象),則返回一個服從該分布的隨機數。
輸出:ndarray對象或者一個標量
例子

# 標準正太分布,3行2列
a = np.random.normal(0, 1, (3, 2))
print(a)
# 均值為1,標準差為3
b = np.random.normal(1, 3)
print(b)

輸出:

[[ 0.34912031 -0.08757564]
 [-0.99753101  0.37441719]
 [ 2.68072286 -1.03663963]]
5.770831320998463

5、numpy.random.randint(low, high=None, size=None, dtype=‘l‘)

作用:返回一個在區間[low, high)中離散均勻抽樣的數組,size指定形狀,dtype指定數據類型。
參數
low, high:int型,指定抽樣區間[low, high)
size:int型或int型的元組,指定形狀
dypte:可選參數,指定數據類型,比如int,int64等,默認是np.int
返回值:如果指定了size,則返回一個int型的ndarray對象,否則返回一個服從該分布的int型隨機數。
例子

# 在[1, 10)之間離散均勻抽樣,數組形狀為3行2列
a = np.random.randint(1, 10, (3, 2))
print(a)
# 不提供size
b = np.random.randint(1, 10)
print(b)
# 指定dtype
c = np.random.randint(1, 10, dtype=np.int64)
print(c)
type(c)

輸出:

[[3 1]
 [3 3]
 [5 8]]
6
2
numpy.int64

6、numpy.random.random(size=None)

作用:返回從[0, 1)之間均勻抽樣的數組,size指定形狀。
參數
size:int型或int型的元組,如果不提供則返回一個服從該分布的隨機數
返回值:float型或者float型的ndarray對象
例子

# [0, 1)之間的均勻抽樣,3行2列
a = np.random.random((3, 2))
print(a)
# 不指定size
b = np.random.random()
print(b)

輸出:

[[0.80136714 0.63129059]
 [0.04556679 0.04433006]
 [0.09643599 0.53312761]]
0.32828505898057136

使用numpy產生隨機數的更多方法可以參考官方文檔。

使用numpy產生隨機數