python - 为什么包装random.Random的random方法好像对RNG有影响？

Question

我试图记录对 random() 的调用通过在它周围放一个 wrapper 来打印东西。令人惊讶的是，我注意到我开始获得不同的随机值。我创建了一个小示例来演示该行为:
脚本main.py:

import random

def not_wrapped(seed):
    """ not wrapped """
    gen = random.Random()
    gen.seed(seed)

    # def wrappy(func):
    #     return lambda: func()
    # gen.random = wrappy(gen.random)

    gen.randint(1, 1)
    return gen.getstate()

def wrapped(seed):
    """ wrapped """
    gen = random.Random()
    gen.seed(seed)

    def wrappy(func):
        return lambda: func()
    gen.random = wrappy(gen.random)

    gen.randint(1, 1)
    return gen.getstate()

for s in range(20):
    print(s, not_wrapped(s) == wrapped(s))

python3.7.5 main.py 的输出(与python 3.6.9相同)

0 True
1 False
2 False
3 False
4 False
5 True
6 False
7 False
8 False
9 False
10 True
11 False
12 False
13 False
14 False
15 True
16 False
17 True
18 False
19 True

所以当你看到 Random 实例的状态 gen是不同的，这取决于我是否将 gen.random 包裹在 wrappy 中或不。
如果我打电话randint()对于所有种子 0-19，两次测试将失败。对于 Python 2.7.17 wrapped和 not_wrapped函数每次都返回相同的随机值(为每个种子打印 True)。
有谁知道发生了什么？
Python 3.6 在线示例:http://tpcg.io/inbKc8hK
在此在线 repl 上的 Python 3.8.2 上，问题是 不是 显示:https://repl.it/@DavidMoberg/ExemplaryTeemingDos
(此问题已交叉发布于:https://www.reddit.com/r/learnpython/comments/i597at/is_there_a_bug_in_randomrandom/)

Answer 1

这个答案是关于 Python 3.6 的。
状态仅由 gen.randint(1, 1) 更改调用，所以让我们看看它在引擎盖下调用了什么。

Here是random.Random.randint的实现:

def randint(self, a, b):
    """Return random integer in range [a, b], including both end points.
    """

    return self.randrange(a, b+1)

random.Random.randrange是 right above ，并使用 random.Random._randbelow 生成随机数...

...已实现 right below randint , 并检查 random 是否方法已被覆盖!

看起来像 _randbelow问题是:

...
from types import MethodType as _MethodType, BuiltinMethodType as _BuiltinMethodType
...


def _randbelow(self, n, int=int, maxsize=1<<BPF, type=type,
               Method=_MethodType, BuiltinMethod=_BuiltinMethodType):
    "Return a random int in the range [0,n).  Raises ValueError if n==0."

    random = self.random
    getrandbits = self.getrandbits

    # CHECKS IF random HAS BEEN OVERRIDDEN!

    # If not, this is the default behaviour:

    # Only call self.getrandbits if the original random() builtin method
    # has not been overridden or if a new getrandbits() was supplied.
    if type(random) is BuiltinMethod or type(getrandbits) is Method:
        k = n.bit_length()  # don't use (n-1) here because n can be 1
        r = getrandbits(k)          # 0 <= r < 2**k
        while r >= n:
            r = getrandbits(k)
        return r

    # OTHERWISE, it does something different!

    # There's an overridden random() method but no new getrandbits() method,
    # so we can only use random() from here.

    # And then it goes on to use `random` only, no `getrandbits`!

(作为引用， getrandbits 在 C here 中实现， random 在 C here 中也实现。)
所以有区别:randint方法最终的行为取决于是否 random是否已被覆盖。