Python random.getstate() 函式

Python 中的 **random.getstate()** 函式用於檢索一個捕獲隨機數生成器當前內部狀態的物件。稍後可以將此物件傳遞給 **setstate()** 方法，以將生成器恢復到此狀態。此函式是 random 模組的一部分，該模組提供了各種生成隨機數和序列的函式。

此函式的主要目的是在特定時刻捕獲生成器的狀態，並稍後恢復此狀態以有效地重現相同的隨機值。

無法直接訪問此函式，因此我們需要匯入 random 模組，然後需要使用 random 靜態物件呼叫此函式。

語法

以下是 Python **random.getstate()** 函式的語法：

random.getstate()

引數

此函式不接受任何引數。

返回值

random.getstate() 函式返回一個包含生成器當前內部狀態的物件。

示例

讓我們來看一個如何使用 **random.getstate()** 函式捕獲和恢復隨機數生成器狀態的示例。

import random

# Initialize the random number generator
random.seed(42)

# Generate a sample of 10 numbers from a range of 20
print(random.sample(range(30), k=10))

# Capture the current state
state = random.getstate()

# Generate a sample of 20 numbers from a range of 20
print(random.sample(range(20), k=20))

# Restore the state
random.setstate(state)

# Generate another sample of 10 numbers from the same range
print(random.sample(range(20), k=10))

當我們執行上述程式時，它會產生以下結果：

[20, 3, 0, 23, 8, 7, 24, 4, 28, 17]
[2, 18, 13, 1, 0, 16, 3, 17, 8, 9, 15, 11, 12, 5, 6, 4, 7, 10, 14, 19]
[2, 18, 13, 1, 0, 16, 3, 17, 8, 9]

示例

在此示例中，我們將演示如何使用 **random.getstate()** 函式捕獲隨機數生成器的狀態，然後恢復它以生成相同的隨機數序列。

import random

# Initialize the random number generator and get state
random.seed(0)
initial_state = random.getstate()

# Generate and print random number
print(random.random())

print(random.random())

# Setting the seed back to 0 resets the RNG back to the original state
random.seed(0)
new_state = random.getstate()
assert new_state == initial_state

# Since the state of the generator is the same as before, it will produce the same sequence 
print(random.random())

# We could also achieve the same outcome by resetting the state explicitly
random.setstate(initial_state)
print(random.random())

上述程式碼的輸出如下：

0.8444218515250481
0.7579544029403025
0.8444218515250481
0.8444218515250481

示例

這是另一個示例，它比較了使用 **random.seed()**、**random.getstate()** 和 **random.setstate()** 函式生成隨機數所花費的時間。

import random
import timeit

# Measure the time taken to generate random numbers using seed()
t1 = timeit.timeit(stmt="""random.seed(42)
random.randint(1, 10)""", number=10000, setup="import random")

# Measure the time taken to generate random numbers using getstate() and setstate()
t2 = timeit.timeit(stmt="""random.randint(1, 10)
random.setstate(state)""", number=10000, setup="""import random
state = random.getstate()""")

print("Time taken using seed():", t1)
print("Time taken using getstate() and setstate():", t2)

以下是上述程式碼的輸出：

Time taken using seed(): 0.11702990002231672
Time taken using getstate() and setstate(): 0.06300339999143034