如何使用 Python 在两个日期之间生成 k 个随机日期？

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在数据科学领域，生成随机数据非常重要。从构建神经网络到预测、股票市场数据等，通常都包含日期作为参数之一。为了进行统计分析，我们可能需要在两个日期之间生成随机数。本文将介绍如何生成两个给定日期之间的 k 个随机日期。

使用 random 和 datetime 模块

datetime 是 Python 中用于处理时间的内置库。另一方面，random 模块有助于生成随机数。因此，我们可以结合 random 和 datetime 模块来生成两个日期之间的随机日期。

语法

random.randint(start, end, k)

这里 random 指的是 Python 的 random 库。randint 方法接受三个重要的参数：起始值、结束值和 k（元素数量）。起始值和结束值指定我们需要生成随机数的范围。k 定义我们需要生成的数字数量。

示例

在以下示例中，我们创建了一个名为 generate_random_dates 的函数，该函数将起始日期、结束日期和要生成的随机日期数量作为参数。对于使用 random 模块的 k 个随机数，我们将此数字加到起始日期，但在结束日期范围内。

import random
from datetime import timedelta, datetime
def generate_random_dates(start_date, end_date, k):
    random_dates = []
    date_range = end_date - start_date
    for _ in range(k):
        random_days = random.randint(0, date_range.days)
        random_date = start_date + timedelta(days=random_days)
        random_dates.append(random_date)
    return random_dates
start_date = datetime(2023, 5, 25)
end_date = datetime(2023, 5, 31)
random_dates = generate_random_dates(start_date, end_date, 5)
print("The random dates generated are:")
for index, date in enumerate(random_dates):
    print(f"{index+1}. {date.strftime('%Y-%m-%d')}")

输出

The random dates generated are:
1. 2023-05-27
2. 2023-05-26
3. 2023-05-27
4. 2023-05-25
5. 2023-05-29

使用 datetime 和哈希方法

Python 中的哈希函数生成一个固定长度的字符串字符，称为哈希值。我们可以使用哈希函数来引入随机性。哈希函数根据其输入生成看似随机的值。通过对日期范围应用模运算，生成的哈希值被限制在所需日期范围内的可能值范围内。

语法

hash(str(<some value>)) % <range of dates>

根据一些底层架构，哈希函数可以接收字符串并返回哈希值。% 是模运算符，它计算值的余数。这确保结果始终至少在所需的范围内。

示例

在以下代码中，我们迭代了 k 次。我们使用哈希函数来生成字符串的哈希值。接下来，我们对日期范围进行了模运算，以确保数据位于特定的起始日期和结束日期内。我们将生成的随机日期追加到名为 random_dates 的列表中。

from datetime import timedelta, datetime

def generate_random_dates(start_date, end_date, k):
   random_dates = []
   date_range = (end_date - start_date).days + 1

   for _ in range(k):
      random_days = hash(str(_)) % date_range
      random_date = start_date + timedelta(days=random_days)
      random_dates.append(random_date)

   return random_dates

# Example usage
start_date = datetime(2023, 5, 25)
end_date = datetime(2023, 5, 31)
random_dates = generate_random_dates(start_date, end_date, 5)

print("The random dates generated are:")
for index, date in enumerate(random_dates):
   print(f"{index+1}. {date.strftime('%Y-%m-%d')}")

输出

The random dates generated are:
1. 2023-05-28
2. 2023-05-28
3. 2023-05-25
4. 2023-05-27
5. 2023-05-28

使用 NumPy 和 Pandas 库

Numpy 和 Pandas 是 Python 中用于数学计算和数据分析的流行库。NumPy 库有一个 random 方法，我们可以使用它来生成随机数。另一方面，我们可以使用 Pandas 库来生成日期范围。

语法

numpy.random.randint(start, end , size=<size of the output array> ,
dtype=<data type of the elements>, other parameters.....)

random 是 NumPy 库的一个模块。randint 方法将起始值和结束值作为必需参数。它定义了我们需要查找随机数的数字范围。size 定义输出数组的大小，dtype 表示元素的数据类型。

示例

在以下代码中，我们创建了一个名为 generate_random_dates 的函数，该函数将起始日期、结束日期和天数作为参数，并以列表的形式返回一系列随机日期。我们使用 Pandas 库初始化日期，并使用 Numpy 库生成数字。

import numpy as np
import pandas as pd
def generate_random_dates(start_date, end_date, k):
   date_range = (end_date - start_date).days + 1
   random_days = np.random.randint(date_range, size=k)
   random_dates = pd.to_datetime(start_date) + pd.to_timedelta(random_days, unit='d')
   return random_dates
start_date = datetime(2021, 5, 25)
end_date = datetime(2021, 5, 31)
print("The random dates generated are:")
random_dates = generate_random_dates(start_date, end_date, 5)
for index,date in enumerate(random_dates):
   print(f"{index+1}. {date.strftime('%Y-%m-%d')}")

输出

The random dates generated are:
1. 2021-05-26
2. 2021-05-27
3. 2021-05-27
4. 2021-05-25
5. 2021-05-27

使用 random 和 Arrow 库

Arrow 是 Python 的一个库。这提供了一种更好、更优化的方式来处理日期和时间。我们可以使用 arrow 的 get 方法以日期格式获取时间，并使用 random 库在起始日期和结束日期之间随机获取 k 个数字。

语法

arrow.get(date_string, format=<format of the date string> , tzinfo=<time
zone information>)

arrow 表示 Python 的 arrow 模块。date_string 表示我们需要解析的日期和时间字符串。但是，它应该采用 arrow 模块可以识别的格式。format 定义 date_string 的格式。tzinfo 提供时区信息。

示例

我们在以下代码中使用了 arrow 方法来生成随机日期。我们定义了一个名为 generate_random_dates 的自定义函数。我们在函数内迭代了 k 次。我们对每次迭代都使用了 uniform 方法来生成随机日期。我们将日期移动到随机的一天，以便随机日期落在范围内。我们将日期追加到 random_dates 列表并返回该值。

import random
import arrow

def generate_random_dates(start_date, end_date, k):
   random_dates = []
   date_range = (end_date - start_date).days

   for _ in range(k):
      random_days = random.uniform(0, date_range)
      random_date = start_date.shift(days=random_days)
      random_dates.append(random_date)

   return random_dates
start_date = arrow.get('2023-01-01')
end_date = arrow.get('2023-12-31')
random_dates = generate_random_dates(start_date, end_date, 7)
print("The random dates generated are:")
for index,date in enumerate(random_dates):
    print(f"{index+1}. {date.strftime('%Y-%m-%d')}")

输出

The random dates generated are:
1. 2023-02-05
2. 2023-10-17
3. 2023-10-08
4. 2023-04-18
5. 2023-04-02
6. 2023-08-22
7. 2023-01-01

结论

在本文中，我们讨论了如何使用 Python 的不同库在两个给定日期之间生成随机日期。在不使用任何内置库的情况下生成随机日期是一项繁琐的任务。因此，建议使用这些库和方法来执行此任务。我们可以使用 Date Time、Numpy pandas 等来生成随机日期。这些代码不是方法等。