今天的學習重點：

• 什麼是模組（Module）
• import 的基本語法與幾種用法
• 常用的數學模組 math
• 產生隨機數的模組 random

一、什麼是模組？

模組（Module）就是一個 Python 檔案，裡面封裝了可以重複使用的函式、變數、類別。
好處：

1. 避免重複撰寫相同程式碼
2. 可以使用別人寫好的功能（內建模組 / 第三方模組）
3. 讓程式更有結構、方便維護

二、import 的基本語法

import math             # 匯入整個模組
import math as m        # 匯入並改別名
from math import sqrt   # 從模組匯入特定函式
from math import *      # 匯入模組內所有名稱

三、math 模組常用功能

import math

print(math.sqrt(16))      # 平方根
print(math.pow(2, 3))     # 次方 
print(math.ceil(4.3))     # 無條件進位
print(math.floor(4.9))    # 無條件捨去
print(math.pi)            # 圓周率

四、random 模組

random 模組是用來產生隨機數字或隨機選取資料的工具。

1. random.randint(a, b)

功能：產生整數，範圍從 a 到 b （包含 a 和 b）。

import random

print(random.randint(1, 10))  # 可能輸出 1~10 的任何一個整數

• 整數專用
• 左右兩邊的數字都包含
• 適合用在：骰子遊戲、隨機抽號碼、問答題號碼

2. random.uniform(a, b)

功能：產生浮點數，範圍從 a 到 b（可以有小數）。

import random

print(random.uniform(1, 5))  # 可能輸出 1.23, 3.78, 4.99 等

• 小數專用
• 左右邊的數字都有可能出現（例如正好等於 1.0 或 5.0）
• 適合用在：模擬隨機距離、隨機速度、隨機時間間隔

3. random.choice(sequence)

功能：從一個序列（列表、字串、元組等）中隨機取出 1 個元素。

import random

letters = ['a', 'b', 'c']
print(random.choice(letters))  # 可能輸出 'a' 或 'b' 或 'c'

• 只取一個值
• 適合用在：抽籤、隨機選人、隨機挑選一個選項

4. random.sample(sequence, k)

功能：從序列中隨機取出 k 個不重複的元素。

import random

numbers = list(range(10))  # [0, 1, 2, ..., 9]
print(random.sample(numbers, 3))  # 可能輸出 [2, 8, 5]（順序也會變）

• k 代表要取幾個元素
• 不重複
• 如果 k 大於序列長度，會報錯
• 適合用在：抽不重複的獎項、隨機排列隊伍順序

5. random.shuffle(sequence)

功能：直接打亂原本序列的順序（沒有回傳值）。

import random

cards = [1, 2, 3, 4, 5]
random.shuffle(cards)
print(cards)  # 順序可能變成 [3, 5, 1, 4, 2]

• 會改變原本的列表
• 適合用在：洗牌、打亂隊伍順序
  

exercise

import random
import string

# 1. 從 1~100 隨機抽一個數字
print("隨機整數：", random.randint(1, 100))

# 2. 從 0~1 隨機小數
print("隨機小數：", random.uniform(0, 1))

# 3. 從字母中隨機選 1 個
print("隨機字母：", random.choice(string.ascii_letters))

# 4. 從數字 0~9 中隨機抽 5 個不重複的數字
print("不重複抽取：", random.sample(range(10), 5))

# 5. 洗牌
cards = list(range(1, 6))
random.shuffle(cards)
print("洗牌後：", cards)

學習心得

明天要做一個小挑戰：製作隨機密碼產生器!
結合今天的 random 模組與前面學過的字串操作，挑戰製作一個可自訂長度與字符種類的隨機密碼產生器，並確保密碼同時包含大小寫字母、數字與符號！