Python 如何生成两个日期之间的k个随机日期

在数据科学领域中，生成随机数据非常重要。在构建神经网络预测、股票市场数据等过程中，通常会涉及到日期作为其中一个参数。我们可能需要生成两个日期之间的随机数以进行统计分析。本文将展示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中的内置库，用于处理时间。另一方面，random模块可以帮助生成随机数。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)

这里的random是指Python的random库。randint方法需要三个重要的参数，开始值、结束值和k（元素数量）。开始值和结束值指定了我们需要生成随机数的范围。k定义了我们需要生成的数字的个数。

示例

在下面的例子中，我们创建了一个名为generate_random_dates的函数，它接受开始日期、结束日期和要生成的随机日期数量作为参数。通过使用random模块生成k个随机数。我们将这些数字添加到开始日期，但保持在结束日期范围内。

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

在Python中，哈希函数产生一个固定长度的字符串字符，称为哈希。我们可以使用哈希函数引入随机性。哈希函数根据其输入产生一个看似随机的值。通过将模运算应用于date_range，结果的哈希值被限制在所期望的日期范围内可能的值的范围内。

语法

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

根据某个底层架构，哈希函数可以接收字符串并返回哈希值。% 是取模运算符，用于计算值的余数。这确保结果始终至少是所需的范围。

示例

在下面的代码中，我们进行了 k 次迭代。我们使用哈希函数生成字符串的哈希值。接下来，我们使用日期范围进行模运算，以确保数据落在特定的开始和结束日期之间。我们将生成的随机日期添加到名为 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库有一个随机方法，我们可以用它来生成随机数。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方法以起始和结束作为必需参数。它定义了我们需要找到的随机数的范围。size定义了输出数组的大小，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，它以起始日期、结束日期和天数为参数，并以列表的形式返回随机日期的系列。我们使用了Pandas库来初始化日期和NumPy库来生成数字。

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

使用随机和Arrow库

Arrow是一个Python库。它提供了更好、更优化的处理日期和时间的方式。我们可以使用Arrow的get方法以日期格式获取时间，并使用随机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>)

箭头表示的是Python中的arrow模块。date_string表示我们需要解析的日期和时间字符串。它应该以arrow模块可以识别的格式表示。format定义了date_string的格式。tzinfo提供了时区信息。

示例

我们在下面的代码中使用了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。我们在函数内部进行了k次迭代。我们使用uniform方法来产生随机日期。我们将日期偏移到随机的一天，以使随机日期落在指定范围内。我们将日期追加到random_dates列表中并返回该值。

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的不同库生成给定两个日期之间的随机日期。生成我们自己的随机日期而不使用任何内建库是一项繁琐的任务。因此，建议使用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等。