Aprenda Arrays Aleatórios | Noções Básicas de NumPy

Frequentemente, é necessário gerar um número aleatório ou um array de números aleatórios. Felizmente, o NumPy possui um módulo chamado random especificamente para esse propósito.

As duas funções mais utilizadas do módulo random são:

rand();
randint().

rand()

A função numpy.random.rand() é utilizada para gerar um número aleatório do tipo float ou um array de floats aleatórios a partir de uma distribuição uniforme no intervalo $[0, 1)$ .

Nota

Colchetes $[$ ou $]$ na notação de intervalos indicam que o valor está incluído, enquanto parênteses $($ ou $)$ indicam que o valor está excluído. Por exemplo, $[0, 1)$ significa que o intervalo inclui 0, mas não inclui 1. Não confunda essa notação matemática com colchetes usados em código - eles têm finalidades diferentes.

Seus únicos argumentos possíveis são as dimensões do array. Se nenhum argumento for passado, rand() gera um número float aleatório (escalar).


              12345678910
            
import numpy as np
# Generating a random number
random_number = np.random.rand()
print(random_number)
# Generating a random 1D array with 5 elements
random_array = np.random.rand(5)
print(random_array)
# Generating a random 2D array (matrix) of shape 4x3
random_matrix = np.random.rand(4, 3)
print(random_matrix)

Nota

As dimensões na função rand() devem ser especificadas como parâmetros inteiros separados, e não como uma tupla de inteiros. Por exemplo, rand(4, 3) está correto, enquanto rand((4, 3)) está incorreto.

randint()

A função numpy.random.randint é utilizada para gerar um inteiro aleatório ou um array de inteiros aleatórios a partir de uma distribuição uniforme discreta dentro de um intervalo especificado.

Seus três parâmetros mais importantes são low (o único parâmetro obrigatório), high e size. O intervalo é [low, high) (de low inclusivo até high exclusivo). No entanto, se high não for especificado, então o intervalo é [0, low).


              12345678910111213
            
import numpy as np
# Generating a random integer from 0 to 3 exclusive
random_integer = np.random.randint(3)
print(random_integer)
# Generating a 1D array of random integers in [0, 5) with 4 elements
random_int_array = np.random.randint(5, size=4)
print(random_int_array)
# Generating a 1D array of random integers in [2, 5) with 4 elements
random_int_array_2 = np.random.randint(2, 5, size=4)
print(random_int_array_2)
# Generating a random 2D array of random integers in [1, 6) of shape 4x2
random_int_matrix = np.random.randint(1, 6, size=(4, 2))
print(random_int_matrix)

Nota

Diferente de rand(), especificamos as dimensões do array por meio de um único parâmetro size, passando um inteiro ou uma tupla de inteiros.

Tarefa

Swipe to start coding

Criar um array 1D de floats aleatórios de uma distribuição uniforme em $[0, 1)$ com 4 elementos para random_floats_array.
Criar um array 2D de floats aleatórios de uma distribuição uniforme em $[0, 1)$ com formato 3x2 para random_floats_matrix.
Utilizar a função correta para criar um array 2D de inteiros aleatórios para random_integers_matrix.
Definir o intervalo como $[10, 21)$ (de 10 até 21, exclusivo) especificando os dois primeiros argumentos da função.
Definir o formato de random_integers_matrix como 3x2 especificando o terceiro argumento nomeado da função.

Solução

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As duas funções mais utilizadas do módulo random são:

rand();
randint().

rand()

A função numpy.random.rand() é utilizada para gerar um número aleatório do tipo float ou um array de floats aleatórios a partir de uma distribuição uniforme no intervalo $[0, 1)$ .

Nota

Seus únicos argumentos possíveis são as dimensões do array. Se nenhum argumento for passado, rand() gera um número float aleatório (escalar).


              12345678910
            
import numpy as np
# Generating a random number
random_number = np.random.rand()
print(random_number)
# Generating a random 1D array with 5 elements
random_array = np.random.rand(5)
print(random_array)
# Generating a random 2D array (matrix) of shape 4x3
random_matrix = np.random.rand(4, 3)
print(random_matrix)

Nota

randint()


              12345678910111213
            
import numpy as np
# Generating a random integer from 0 to 3 exclusive
random_integer = np.random.randint(3)
print(random_integer)
# Generating a 1D array of random integers in [0, 5) with 4 elements
random_int_array = np.random.randint(5, size=4)
print(random_int_array)
# Generating a 1D array of random integers in [2, 5) with 4 elements
random_int_array_2 = np.random.randint(2, 5, size=4)
print(random_int_array_2)
# Generating a random 2D array of random integers in [1, 6) of shape 4x2
random_int_matrix = np.random.randint(1, 6, size=(4, 2))
print(random_int_matrix)

Nota

Diferente de rand(), especificamos as dimensões do array por meio de um único parâmetro size, passando um inteiro ou uma tupla de inteiros.

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Criar um array 1D de floats aleatórios de uma distribuição uniforme em $[0, 1)$ com 4 elementos para random_floats_array.
Criar um array 2D de floats aleatórios de uma distribuição uniforme em $[0, 1)$ com formato 3x2 para random_floats_matrix.
Utilizar a função correta para criar um array 2D de inteiros aleatórios para random_integers_matrix.
Definir o intervalo como $[10, 21)$ (de 10 até 21, exclusivo) especificando os dois primeiros argumentos da função.
Definir o formato de random_integers_matrix como 3x2 especificando o terceiro argumento nomeado da função.

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