使用 Python 在特定时间间隔内计算随机数答案

【问题标题】：Compute random number over certain time interval with Python使用 Python 在特定时间间隔内计算随机数
【发布时间】：2013-01-23 23:48:59
【问题描述】：

我在发帖前做了一些研究，但似乎不知所措（在编码方面没有太多经验）。

我正在尝试使用 Python 生成或计算特定时间间隔的随机数。我不是在寻找完整的代码，如果正确使用时间库，我需要帮助。

伪代码：

让 python [PC] 计算一个随机数 3 秒

------> 将计算生成的值存储在一个值中（我可以处理）

然后，我将使用随机生成的值来链接访问 python 列表（这也将通过随机数生成自动生成，但我可以弄清楚）。

【问题讨论】：

第 1 步是什么意思？假设它平均计算一个随机数，例如 1us。那么，你想在 3 秒内做什么？计算大约 3,000,000 个随机数并将它们全部存储？计算大约 3,000,000 个随机数并存储最后一个？计算 1 个随机数，等待大约 2.999999 秒，然后存储？还是……？
或者您只是想计算 0 到 3 之间的随机浮点数？
我想实时计算一个随机数 3 秒。允许计算机说第一秒它生成＃10 ....然后还有2秒的生成，然后它会将10更改为另一个数字等等，以达到3秒的停止周期/时间并给出______的生成结果。
你为什么要这样做？如果计算一个随机数只需要 1us，为什么要花 3 秒呢？
它不会是一样的，不……但它不会以任何有意义的方式有所不同。随机数的全部意义在于它们是随机的，所以你选择哪个并不重要。

标签： python random python-3.x

【解决方案1】：

我不确定你为什么要这样做，但这里是计算许多随机数的方法，将其中大部分丢弃，然后在 3 秒后使用最后一个。

import random
import time

start = time.clock()
while time.clock() - start < 3:
    random_number = random.randint(0,100)

print random_number

这毫无意义地丢弃了我机器上大约 200 万个非常好的随机数。

（而且，正如abarnert 指出的那样，这也会在繁忙循环中的整个 3 秒内最大限度地使用一个 CPU 内核，这非常非常浪费，但我认为这正是您所要求的？）

编辑： 更新为使用 time.clock 而不是 time.time，正如 abarnert 再次建议的那样（谢谢），因为这似乎提供了更好的跨平台分辨率，并且在系统时间在程序运行过程中发生变化。

【讨论】：

而且它还在我的机器上浪费了近 100% 的一个内核 3 秒。（但这不是这个程序的错误；看起来这就是 OP 可能要求的。）
我知道。我认为这就是OP想要的。您的解决方案使用更少的 CPU，但（毫无意义）只丢弃 2 个随机数。我可以（毫无意义地）用我忙碌的解决方案扔掉一百万倍的东西:)
哇，这比第一个还要好。谢谢@Day。
@Bain：“随机流动”是什么意思？实际上，CPU 一次又一次地确定性地执行一组非常简单的步骤（例如，计算下一个 Yarrow 或 Mersenne-Twister 值），这与随机几乎完全相反。
@Day：最后一件事：我想你在这里想要time.monotonic，而不是time.time。或者，如果 OP 使用 3.2 或更早版本，则使用更复杂的东西，例如 time.clock。因为在某些平台上，time.time 只有 1 秒的分辨率和/或只更新每个调度程序滴答，这意味着这可以很容易地在 2.07 秒而不是 3 秒之后完成。

【解决方案2】：

首先，你没有说你想生成什么样的随机数，但鉴于你的例子是10，我假设它是某个范围内的整数——假设你正在调用random.randrange(30)。

现在，您想在 3 秒内每秒计算一个数字，然后保留最后一个。我不知道你为什么要这样做，但你可以这样做：

for i in range(3):
    number = random.randrange(30)
    time.sleep(1.0)

在 3 秒结束时，number 将是生成的第三个随机数。

这里的关键是，每秒执行一次（在同步程序中——不要在 GUI 或服务器中执行此操作！）——你只需调用 time.sleep。

如果您正在执行的操作花费大量时间（或更长），那么这将是不合适的。相反，您需要计算开始时间，然后休眠到一秒钟：

t0 = time.monotonic()
for i in range(3):
    number = random.randrange(30)
    t0 += 1
    time.sleep(t0 - time.monotonic())

请注意，我在这里使用了time.monotonic。此功能专为此类用例而设计。它以合理的效率返回尽可能多的精度（特别是，与time.time 不同，它在某些平台上不会给你 1 秒的精度），并且它保证你永远不会倒退，例如，你在程序中间更改系统时钟。如果您使用的是 3.2 或更早版本，请查看文档以找到最佳替代方案（可能使用 time.clock()），或查看使用 ctypes 调用适当的平台原生函数。

但在这种情况下，random.randrange 将花费大约一微秒的时间，这比大多数系统的简单计时器的最小分辨率要短得多，因此没有理由这样做。

【讨论】：

谢谢！整数的生成将在 randrange(x) 中。我可以说 100，它会生成 1 到 100 之间的数字？
@Bain：是的。单击我的答案中的链接以查看文档，或者在您的解释器中输入help(random)。
+1，因为这比我的解决方案更环保，对地球更好，因为我的解决方案会无缘无故地烧毁 CPU。
@Day：是的，当宇宙中的随机数用完并且量子物理学停止工作时，我在责怪你。 :)

【解决方案3】：

如果你想花 3 秒时间得到一个随机数，因为你关心随机数的质量，你可以使用 os.urandom() 来生成值。如果您真正想做的只是从列表中随机选择一个项目，您可以使用 random.choice()

【讨论】：

【解决方案4】：

注意：函数 time.clock() 已被删除，自 Python 3.3 起已被弃用：根据您的要求，使用 time.perf_counter() 或 time.process_time() 代替，以获得明确定义的行为。（由 Matthias Bussonnier 在 bpo-36895 中贡献。）

【讨论】：