【Python基礎(chǔ)知識(shí)】常用內(nèi)建模塊-math和random

math 模塊

math模塊中定義了一些數(shù)學(xué)函數(shù)，用于進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算。此外，該模塊中還定義了兩個(gè)數(shù)學(xué)常數(shù)：

1. >>> import math   # 導(dǎo)入math模塊，以下示例都將省略這行代碼 
2. >>> math.pi   # 圓周率π 
3. 3.141592653589793 
4. >>> math.e   # 數(shù)學(xué)常數(shù)e 
5. 2.718281828459045 

數(shù)學(xué)模塊提供了兩個(gè)角度轉(zhuǎn)換函數(shù)，degrees()函數(shù)用于將弧度轉(zhuǎn)換成角度，radians()函數(shù)用于將角度轉(zhuǎn)換成弧度：

1. >>> math.radians(30)   # 將角度30°轉(zhuǎn)換成弧度 
2. 0.5235987755982988 
3. >>> math.degrees(math.pi/2)   # 將弧度π/2轉(zhuǎn)換成角度 
4. 90.0 
5. >>> math.degrees(math.pi/3)   # 將弧度π/3轉(zhuǎn)換成角度 
6. 59.99999999999999 

數(shù)學(xué)模塊還提供了用于計(jì)算給定角度的各種三角函數(shù)，如sin()、cos()、tan()等，這些三角函數(shù)需要以弧度作為參數(shù)：

1. >>> math.sin(math.radians(30))   # 計(jì)算sin30°，結(jié)果約等于0.5 
2. 0.49999999999999994 
3. >>> math.sin(math.radians(90))   # 計(jì)算sin90°，結(jié)果等于1.0 
4. 1.0 
5. >>> math.cos(math.radians(90))   # 計(jì)算cos90°，結(jié)果約等于0 
6. 6.123233995736766e-17 
7. >>> math.cos(math.radians(0))   # 計(jì)算cos0°，結(jié)果等于1.0 
8. 1.0 
9. >>> math.tan(math.radians(45))   # 計(jì)算tan45°，結(jié)果約等于1 
10. 0.9999999999999999 

log()函數(shù)用于計(jì)算給定數(shù)字的自然對(duì)數(shù)，自然對(duì)數(shù)以e為底數(shù);log10()函數(shù)用于計(jì)算給定數(shù)字的以10為底的對(duì)數(shù);log2()函數(shù)用于計(jì)算給定數(shù)字的以2為底的對(duì)數(shù)：

1. >>> math.log(10) 
2. 2.302585092994046 
3. >>> math.log(math.e) 
4. 1.0 
5. >>> math.log10(10) 
6. 1.0 
7. >>> math.log2(4) 
8. 2.0 
9. >>> math.log2(1024) 
10. 10.0 

factorial()函數(shù)用于計(jì)算給定數(shù)字的階乘：

1. >>> math.factorial(3)   # 3的階乘為3 * 2 * 1 
2. 6 
3. >>> math.factorial(10) 
4. 3628800 

pow(x, y)函數(shù)用于接收兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)作為參數(shù)，計(jì)算x的y次冪：

1. >>> math.pow(3, 3)   # 計(jì)算3的3次冪 
2. 27.0 
3. >>> math.pow(2, 8)   # 計(jì)算2的8次冪 
4. 256.0 
5. >>> math.pow(3, 4)   # 計(jì)算3的4次冪 
6. 81.0 

sqrt()函數(shù)用于計(jì)算給定數(shù)字的平方根：

1. >>> math.sqrt(100)   # 計(jì)算100的平方根 
2. 10.0 
3. >>> math.sqrt(16)   # 計(jì)算16的平方根 
4. 4.0 

ceil()函數(shù)用于將給定浮點(diǎn)數(shù)向上取整，floor()函數(shù)用于將給定浮點(diǎn)數(shù)向下取整：

1. >>> math.ceil(3.4) 
2. 4 
3. >>> math.ceil(3.6) 
4. 4 
5. >>> math.floor(3.4) 
6. 3 
7. >>> math.floor(3.6) 
8. 3 

random模塊

random模塊中定義了很多隨機(jī)函數(shù)，用于生成隨機(jī)數(shù)，或者進(jìn)行隨機(jī)操作。

random()函數(shù)用于產(chǎn)生一個(gè)在[0, 1)范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)：

1. >>> import random   # 導(dǎo)入random模塊，以下示例都將省略這行代碼 
2. >>> random.random() 
3. 0.4571616492269954 
4. >>> random.random() 
5. 0.15751801783441732 
6. >>> random.random() 
7. 0.3304966043254054 

如果想要生成一個(gè)隨機(jī)整數(shù)，可以使用randint()函數(shù)，接收兩個(gè)參數(shù)，分別是生成整數(shù)范圍的最小值和最大值：

1. >>> random.randint(1, 100)  # 產(chǎn)生一個(gè)1~100的隨機(jī)整數(shù) 
2. 52 

也可以使用列表生成式，通過randint()函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)包含10個(gè)1~100的整數(shù)的隨機(jī)列表：

1. >>> random_numbers = [random.randint(1, 100) for i in range(10)] 
2. >>> random_numbers 
3. [76, 37, 79, 88, 46, 61, 64, 87, 11, 58] 

randrange()函數(shù)接收三個(gè)參數(shù)，分別是生成數(shù)字的最大值、最小值和步長(zhǎng)。例如，可以利用randrange()函數(shù)的步長(zhǎng)特性來生成1~100的隨機(jī)奇數(shù)：

1. >>> random.randrange(1, 100, 2)   # 由于步長(zhǎng)是2，因此生成的數(shù)字全部是奇數(shù) 
2. 17 
3. >>> random.randrange(1, 100, 2) 
4. 77 
5. >>> random.randrange(1, 100, 2) 
6. 45 
7. >>> random.randrange(1, 100, 2) 
8. 49 

choice()函數(shù)用于從序列中選擇一個(gè)隨機(jī)項(xiàng)并返回它：

1. >>> random.choice('Python')   # 從字符串中隨機(jī)選擇一個(gè)字母 
2. 'n' 
3. >>> random.choice('Python') 
4. 'P' 
5. >>> students = ['Wang', 'Zhang', 'Liu', 'Li']   # 從列表中隨機(jī)選擇一個(gè)名字 
6. >>> random.choice(students) 
7. 'Liu' 
8. >>> random.choice(students) 
9. 'Li' 
10. >>> random.choice(students) 
11. 'Liu' 

shuffle()函數(shù)用于將序列中的各個(gè)項(xiàng)隨機(jī)排序。例如，可以通過shuffle()函數(shù)來“洗牌”：

1. >>> cards = ['紅桃2', '梅花k', '方片9', '黑桃J'] 
2. >>> random.shuffle(cards) 
3. >>> cards 
4. ['方片9', '紅桃2', '梅花k', '黑桃J'] 
5. >>> random.shuffle(cards) 
6. >>> cards 
7. ['紅桃2', '梅花k', '方片9', '黑桃J']