Математические и случайные числа в Python

Введение

В 2117 году человечество перешло к жизни в великолепных подземных городах из-за суровых условий на поверхности Земли. Наша лаборатория расположена в Гейвен, одном из таких будущих городов, где вдохновляющая подземная лидерка Алексис Шифр использует свою мастерство в математике и случайности для эффективного управления распределением энергии.

Алексис полагает, что, обучив жителей Гейвена в использовании модулей math и random в Python, они могут оптимизировать энергетические ресурсы, разработать стратегию распределения ресурсов и поддерживать равновесие экосистемы города. Ваша миссия - следовать шагам, изложенным Алексисом, изучить силу математических и случайных вычислений в Python и внести свой вклад в устойчивость Гейвена.

Открытие модуля math в Python

В этом шаге вы изучите модуль math в Python, который предоставляет доступ к математическим функциям, определенным стандартом C. Алексис проведет вас по использованию некоторых основных математических функций для выполнения вычислений, которые важны для управления энергетическими ресурсами Гейвена.

Начните с открытия файла Python под названием math.py в каталоге ~/project с таким содержанием:

import math

def main():
    ## Вычислить квадратный корень от энергетического вывода
    energy_output = 225
    sqrt_energy_output = math.sqrt(energy_output)
    print("Квадратный корень от энергетического вывода равен:", sqrt_energy_output)

    ## Использование math.ceil для вычисления минимального количества энергетических ячеек, необходимых
    energy_cells_needed = math.ceil(sqrt_energy_output)
    print("Минимальное количество энергетических ячеек, необходимых:", energy_cells_needed)

if __name__ == "__main__":
    main()

Для запуска вашего скрипта используйте следующую команду:

python3 math.py

Ожидаемый вывод должен быть похож на следующий:

Квадратный корень от энергетического вывода равен: 15.0
Минимальное количество энергетических ячеек, необходимых: 15

Эксперименты с модулем random в Python

Далее Алексис хочет научить вас работать с модулем random, который позволяет генерировать случайные числа и принимать решения на основе вероятностей, что важно для моделирования переменных энергетических потребностей в Гейвене.

Откройте файл Python под названием random.py в каталоге ~/project с таким кодом:

import random

def main():
    ## Генерация случайного значения скачка энергии
    energy_spike = random.uniform(1.0, 2.0)
    print(f"Случайный множитель скачка энергии: {energy_spike}")

    ## Симуляция броска кубика для принятия решения о стратегии распределения энергии
    dice_roll = random.randint(1, 6)
    if dice_roll <= 3:
        print("Стратегия A: Распределить энергию равномерно по всем секторам.")
    else:
        print("Стратегия B: Выделить больше энергии для жилых секторов.")

if __name__ == "__main__":
    main()

После написания кода запустите его, чтобы увидеть результаты случайных вычислений:

python3 random.py

Возможно, получите вывод, похожий на следующий:

Случайный множитель скачка энергии: 1.6548788347052577
Стратегия A: Распределить энергию равномерно по всем секторам.

Резюме

В этом лабораторном задании мы отправились в путешествие в Гейвен, будущий подземный город, возглавляемый Алексис Шифр, чтобы изучить модули math и random в Python. Мы начали с изучения различных функций в модуле math для выполнения важных вычислений. Затем мы отправились в царство случайности, чтобы понять, как непредсказуемые события могут повлиять на принятие решений.

Завершив это лабораторное задание, вы приобрели знания, которые помогут поддерживать жизнеспособность Гейвена и, возможно, применить аналогичные стратегии для оптимизации ресурсов в своих средах. Независимо от того, работаете ли вы с числами или вероятностями, теперь у вас есть инструменты для эффективного вычисления и разработки стратегий.