【Python】randomモジュール解説9選　擬似乱数の基本からシードの使い方まで　具体例を交えて紹介

Pythonのrandomモジュールは、ランダムな数値や要素の選択を行うための標準ライブラリです。

この記事では、randomモジュールの基本的な使い方や、主な関数を紹介します。

randomモジュールとは

randomモジュールは、乱数（ランダムな数値）を生成するために使います。

まず初めにモジュールをインポートします。

import random

基本的な数値の生成

1 random.random()

0以上1未満の浮動小数点数を生成します。次のコードでは、結果が出力されます。

print(random.random())

2 random.randint(a, b)

a以上b以下のランダムな整数を生成します。

print(random.randint(1, 10))

このコードでは、例えば9が出力されます。

3 random.uniform(a, b)

aからbの範囲でランダムな浮動小数点数を生成します。

print(random.uniform(1.5, 3.5))

このコードでは、例えば次のような結果が出力されます。
2.726616432551331

シーケンスから要素を選択する

リストや文字列からランダムに要素を選ぶ関数を紹介します。

4 random.choice(seq)

fruits = ['リンゴ', 'バナナ', 'オレンジ']

print(random.choice(fruits))

例えば、オレンジが選ばれて出力されます。

5 random.choices(seq, k=n)

重複を許可して、シーケンスからk個の要素を選びます。

fruits = ['リンゴ', 'バナナ', 'オレンジ']

print(random.choices(fruits, k=3))

出力結果は、例えば[‘オレンジ’, ‘リンゴ’, ‘オレンジ’]のようになります。

6 random.sample(seq, k=n)

重複なしで、シーケンスからk個の要素を選びます。

fruits = ['リンゴ', 'バナナ', 'オレンジ']

print(random.sample(fruits, k=2))

出力結果は、例えば[‘バナナ’, ‘オレンジ’]のようになります。

7 random.shuffle(seq)

リストの要素をその場でランダムに並べ替えます。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

random.shuffle(numbers)

print(numbers) 

例えば、[4, 5, 1, 2, 3]のように出力されます。

擬似乱数とシードの設定

擬似乱数とは

擬似乱数は、アルゴリズムによって生成される乱数です。コンピュータ完全なで生成する乱数は、完全なランダムではなく、数学的な計算に基づいて乱数を生成します。そのため、同じ初期値（シード）を設定すると、同じ乱数が生成されます。

8 シードの設定

シードを設定すると、同じ乱数を再現できます。

random.seed(42)  # シード値を42に設定

print(random.random())  # 出力は　0.6394267984578837　となります

print(random.randint(1, 10))  # 出力は　1 

同じシードを再設定すれば、同じ乱数列が生成されます。

random.seed(42)

print(random.random())  # 指定したシード値に基づいて、0.6394267984578837　が出力されます

print(random.randint(1, 10))  # 出力は　1

特定の分布に基づく乱数生成

randomモジュールは、さまざまな確率分布に基づく乱数を生成できます。

9 正規分布（ガウス分布）

random.gauss(mu, sigma)は、平均mu、標準偏差sigmaの正規分布に従う乱数を生成します。

例えば、次はmu = 0、sigma = 1 の正規分布に従う乱数を生成します。

print(random.gauss(0, 1))