13.2 - Números aleatórios
Com as mesmas entradas, a maior parte dos programas gera as mesmas saídas a cada vez, então eles são chamados de deterministas. Determinismo normalmente é uma coisa boa, já que esperamos que o mesmo cálculo produza o mesmo resultado. Para algumas aplicações, entretanto, queremos que o computador seja imprevisível. Os jogos são um exemplo óbvio, mas há outros.
Fazer um programa não determinista de verdade é difícil; mas há formas de, pelo menos, fazê-los parecer que não são. Uma delas é usar algoritmos que geram números pseudoaleatórios. Os números pseudoaleatórios não são aleatórios mesmo porque são gerados por um cálculo determinista, mas é quase impossível distingui-los dos aleatórios só olhando para os números.
O módulo random fornece funções que geram números pseudoaleatórios (que chamarei apenas de “aleatórios” daqui em diante).
A função random retorna um número de ponto flutuante entre 0,0 e 1,0 (incluindo 0,0, mas não 1,0). Cada vez que random é chamada, você recebe o próximo número em uma longa série. Para ver uma amostra, execute este loop:
import random
for i in range(10):
x = random.random()
print(x)
A função randint recebe os parâmetros low e high e retorna um número inteiro entre low e high (inclusive ambos):
>>> random.randint(5, 10)
5
>>> random.randint(5, 10)
9
Para escolher aleatoriamente um elemento de uma sequência, você pode usar choice:
>>> t = [1, 2, 3]
>>> random.choice(t)
2
>>> random.choice(t)
3
O módulo random também fornece funções para gerar valores aleatórios de distribuições contínuas, incluindo gaussianas, exponenciais, gamma e algumas outras.
Exercício 13.5
Escreva uma função chamada choose_from_hist que receba um histograma como definido em “Um dicionário como uma coleção de contadores”, na página 163, e retorne um valor aleatório do histograma, escolhido por probabilidade em proporção à frequência. Por exemplo, para este histograma:
>>> t = ['a', 'a', 'b']
>>> hist = histogram(t)
>>> hist
{'a': 2, 'b': 1}
sua função deve retornar 'a' com a probabilidade de 2/3 e 'b' com a probabilidade 1/3.