Python：为什么`random.randint(a, b)`返回包含`b`的范围？

Question

我一直觉得很奇怪，为什么 random.randint(a, b) 会返回一个在 [a, b] 范围内的整数，而不是像 range(...) 那样返回 [a, b-1] 的范围。

这看起来有点不一致，是不是有什么特别的原因呢？

Answer 1

这只是个人猜测，但一般人说“给我一个从a到b的随机数”时，通常是包括a和b这两个数字的。这样实现其实挺合理的，因为Python的设计理念就是让代码更容易被人理解。

Answer 2

我想 random.randint 只是实现这个功能的第一次尝试。看起来Python的开发者也觉得这个有问题，所以在版本1.5.2的时候，他们增加了另一个方法 randrange，这个方法的参数更标准：

random.randrange([start], stop[, step])

这个方法会从指定的范围（开始值、结束值和步长）中随机选择一个元素。它的效果和 choice(range(start, stop, step)) 是一样的，但它并不会实际创建一个范围对象。

你可以用 randrange 来代替 randint，这样可以避免让人感到意外。

另一方面，在很多情况下，如果问题是“选择一个1到6之间的随机数”，用 randint(1, 6) 可能会更自然，而不是写 randrange(1, 7) 或 randrange(min, max + 1)。

Answer 3

我试着通过查看一些旧的资料来搞清楚这个问题。我怀疑，randint是在Python的长整型之前实现的。这意味着如果你想要一个包含INT_MAX的随机数，你就需要调用random.randrange(0, INT_MAX + 1)，这会导致溢出，结果可能会变成(0, 0)或者(0, INT_MIN)，具体取决于情况。

不过，追溯到甚至是Python 1.5.2的源代码，在Lib/whrandom.py中我们可以看到：

#
# Get a random integer in the range [a, b] including both end points.
# (Deprecated; use randrange below.)
#
def randint(self, a, b):
    return self.randrange(a, b+1)

whrandom.randint在2.0、2.1、2.2和2.3中继续被弃用；但是random.randint在2.1中被标记为弃用，不过在2.2中又不再被标记为弃用。

另外，random.py在2.1版本中是第一个在random.randint的文档字符串中提到的：

def randrange(self, start, stop=None, step=1, int=int, default=None):
    """Choose a random item from range(start, stop[, step]).

    This fixes the problem with randint() which includes the
    endpoint; in Python this is usually not what you want.
    Do not supply the 'int' and 'default' arguments.
    """

在这之前唯一可用的源代码是0.9.1版本的源代码，据我所知，那个时候randint并没有实现。

因此，我得出的结论是，randint 包含结束点的原因目前只有Guido自己知道；根据Python 2.1的文档字符串，听起来这个原因可能只是一个简单的错误。