2017年8月 – Song's Share

环境

Ubuntu 16.04

Python 3.5.2

问题

现有一个生成1-5随机数的函数random_5（概率平均），如何将此转换为生成1-7随机数random_7的函数（概率平均）,不得使用random模块

思路一（False）

直接将random_5生成的随机数乘以7/5后再通过round函数进行四舍五入后输出

random_5输出	random_7输出
1	1
2	3
3	4
4	6
5	7

特别糟糕的想法…

思路二（False）

生成两次random_5，将两者的值相加后减一(random_5 + random_5 - 1)，得出随机数1-9，而后再做一次判断，将8和9剔除掉，只在返回1-7的时候输出

不过很快就发现，只有在两次random_5都返回1的时候，才会返回1，概率远小于返回其它六个数

又是一个糟糕的想法…

思路三（True）

* 通过之前的两种思路，可以总结出将random_5返回的数据经过各种处理后不筛选返回1-7是不可能实现的（不能说不可能，只是我个人能力有限，暂时还没想出方法），那必须采用思路二中的筛选方法。
* 确定要使用筛选方法之后，目标就变成了生成等概率的、值取值范围大于1-7的随机数。
* 相加和返回值乘系数的方法都尝试过了，那么是否可以将两者结合一下呢。
* 首先思考乘系数，random_5 * 2 - 1的返回结果是[1, 3, 5, 7, 9]，想要等概率生成1-10的话，比如再将此返回值加上随机生成的0和1，也就是random.randint(0, 1)
* 因不允许使用random模块，所以我们必须想办法重复利用原有的random_5函数，random_5 * 3 - 2需要对应的random.randint(0, 2)，也可以理解为random.randint(1, 3) - 1
* 此时，显而易见，random_5 * 5 - 4需要对应的random.randint(1, 5) - 1，也就是random_5 - 1,那么基本的函数体就出来了，就是

random_5 * 5 + random_5 - 5

再将筛选的逻辑加进去，完整代码如下：

import random


# 原有生成１－５随机数的函数
def random_5():
    return random.randint(1, 5)


# 要获得的生成１～７随机数的函数
def random_7():
    while True:  # 避免没有返回值
        n = (random_5()-1)*5 + random_5()-1  # 生成0～24的随机数
        if n <= 20:
            return n % 7 + 1


if __name__ == '__main__':
    print(random_7())

进阶

刚才得出的核心代码，去掉常变量之后就变成了random_5 * 5 + random_5，看着很像二、八、十六进制转换为十进制的方法，也就是可以理解为五进制，通过这种思想我们可以得出一个通用的随机数转换方法，具体代码如下:

import random
import math


class RandomIJToRandomAB(object):
    """将原来i-j之间的随机数生成函数，转化为a-b之间的随机数生成函数"""
    def __init__(self, i, j):
        self.i = i
        self.j = j
        ij_dif = j-i

        if ij_dif <= 0:
            raise ValueError

        self.ij_dif = ij_dif

    def random_ij(self):
        return random.randint(0, self.ij_dif)

    def random_ab(self, a, b):
        ab_dif = b-a
        digit = int(math.ceil(math.log(ab_dif+1, self.ij_dif+1)))  # 获取差值(ab_dif)转换为ij_dif+1进制后的最大位数

        while True:  # 防止return None
            # 生成最大位数为digit的ij_dif+1进制随机数，而后转化为10进制
            random_res = 0
            for item in range(digit):
                random_res += self.random_ij() * pow(self.ij_dif+1, item)

            # 只取在区间范围内的随机数
            if random_res <= ab_dif:
                return random_res+a


if __name__ == '__main__':
    print('0~1随机生成函数转化为2~11随机生成函数')
    random_1 = RandomIJToRandomAB(0, 1)
    print(random_1.random_ab(2, 11))
    print('-'*50)

    print('1~5随机生成函数转化为1~7随机生成函数')
    random_1_5 = RandomIJToRandomAB(1, 5)
    print(random_1_5.random_ab(1, 7))
    print('-'*50)

    print('1~7随机生成函数转化为1~5随机生成函数')
    random_1_7 = RandomIJToRandomAB(1, 7)
    print(random_1_7.random_ab(1, 5))
    print('-'*50)

Github源码地址：

random5_to_random7：
https://github.com/shelmingsong/algorithm_practice/blob/master/31_random5_to_random7_20170824.py

random_ij_to_random_ab：
https://github.com/shelmingsong/algorithm_practice/blob/master/32_random_ij_to_random_ab_20170824.py

0 环境：

Ubuntu 16.04

1 准备工作

Ubuntu 从零开始搭建Python开发环境
hhttps://songmingyao.com/archives/198
Ubuntu 远程登陆服务器 ssh的安装和配置
https://songmingyao.com/archives/217

2 安装并配置虚拟环境（本机）

2.1 更新软件源

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

update是更新软件列表
upgrade是对比本地软件版本和线上最新软件版本，然后升级

2.2 安装虚拟环境

sudo pip2 install virtualenv

virtualenv是虚拟环境安装包，创建虚拟环境可以更好地控制包的版本，包的版本不会因为2.1中的升级操作而升级，保证了项目的稳定性
不同虚拟环境之间的运行环境相互独立，互不干扰

sudo pip2 install virtualenvwrapper

virtualenvwrapper是virtualenv的扩展管理包，可以将所有的虚拟环境整合在一个目录下
使用前需要先进行以下配置

mkdir ~/.virtualenvs

打开.bashrc

sudo vi ~/.bashrc

在.bashrc的末尾增加以下内容

export WORKON_HOME=$HOME/.virtualenvs  # 所有虚拟环境存储的目录
source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh

启用配置文件

source ~/.bashrc

2.3 创建虚拟环境

mkvirtualenv django_blog

创建虚拟环境需要联网
创建完虚拟环境之后会自动进入虚拟环境，可以通过命令行前缀（下图红框）判断是否在虚拟环境内
虚拟环境常用命令

# 创建虚拟环境
mkvirtualenv <name>

# 列出所有虚拟环境
workon TAB*2

# 进入虚拟环境
workon <name>

# 退出虚拟环境
deactivate

# 删除虚拟环境
rmvirtualenv <name>

2.4 安装django包

pip install django==1.8.2

包后面加==用来选择包的版本

3 创建一个django演示项目（本机）

3.1 创建项目

django-admin startproject project_test

项目建立在home目录或其子目录，以免权限问题带来的不便

3.2 创建应用

cd project_test/
tree

项目目前结构如下

创建应用

python manage.py startapp app_test

创建应用后项目结构如下

3.3 修改项目配置

3.3.1 修改环境变量

打开IDE（此处使用的是Pycharm）
选择File/Settings，进入Project Interpreter，选择虚拟环境内的python版本
如果选项内没有，就点击右侧的齿轮，选择Add Local,
选择所在虚拟环境下的python版本，如/home/python/.virtualenvs/django_blog/bin/python2.7

3.3.2 创建模板文件夹、静态文件文件夹和应用urls

在项目根目录分别创建static和templates文件夹
在static文件夹下创建js、css、img三个文件夹，以后用来存放静态文件
在templates文件夹下创建app_test(应用名)文件夹，以后用来存放模板文件
在应用文件夹下创建urls.py文件，以后用来存放应用的urls映射表
创建完成之后的目录结构如下：

3.3.3 修改settings

打开/project_test下的settings.py
添加应用__在INSTALLED_APPS中将我们刚创建的应用加到最后面
修改模板路径__在TEMPLATES里的DIRS修改为'DIRS': [BASE_DIR, 'templates'],
修改静态文件路径__在最后添加

STATICFILES_DIRS = [
    os.path.join(BASE_DIR, 'static')
]

3.4 创建页面

3.4.1 修改项目urls

打开/project_test下的urls.py，在urlpatterns内添加一行，意思是只要不是匹配到admin，都转到app_test应用

url(r'^', include('app_test.urls')),

打开/app_test下的urls.py，添加以下内容:

#coding=utf-8
from django.conf.urls import  url
from . import views  # 从当前文件夹内引入views

urlpatterns = [
    url(r'^$', views.index),  # 匹配到根目录,就执行views文件内的index函数
]

打开/project_test下的views.py，添加刚才urls.py内提到的index函数

#coding=utf-8
from django.shortcuts import render

# Create your views here.
def index(request):
    return render(request, 'app_test/index.html')
    # 对请求值不做任何处理,直接跳转到模板目录下app_test文件夹下的index.html页面

将一张图片放在/static/img文件夹内
在templates/app_test文件夹下，创建模板文件index.html，内容如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Index</title>
</head>
<body>
    <h1>下面有一张图片</h1>
    <img src="/static/img/test.jpg" alt="">  // 寻找static(settings里面的STATIC_URL)文件夹下img文件夹里的test.jpg图片
</body>
</html>

3.5 打开页面

在项目根目录文件夹下，在终端内（确保已进入虚拟环境）

python manage.py runserver

终端显示如下（红色字体暂不用管，因为我们并没有创建models）：
打开红框内显示的IP地址（127.0.0.1:8000）
浏览器成功显示创建的页面

4 将项目上传至服务器（本机 & 服务器）

4.1 导出虚拟环境内的包（本机）

pip freeze > plist.txt

此操作将虚拟环境内所有的包都保存在了list.txt里面

4.2 将项目文件夹整体上传至服务器

传输文件可以用samba，ftp，scp等等，此处使用的是scp

scp -r <YOUR_LOCAL_PROJECT_DIR> <SERVER_USERNAME>@<SERVER_IP>:<YOUR_SERVER_PROJECT_DIR>

4.3 在服务器上安装虚拟环境（服务器）

在服务器上重复2.1~2.3的步骤，安装虚拟环境
进入虚拟环境，进入项目目录，根据本地计算机提供的包列表安装所需要的包

pip install -r plist.txt

5 安装uWSGI（服务器）

安装Python开发版本（因为安装uWSGI过程中需要编译）

sudo apt-get install python-dev

安装gcc（因为安装uWSGI过程中需要C编译器）

sudo apt-get install gcc

安装uWSGI

pip install uwsgi

使用uwsgi --version命令查看版本号，确认已正确安装

6 配置Django（服务器）

配置项目settings，修改以下一项

ALLOWED_HOSTS = ['*', ]

在项目根目录文件夹下，在终端内（确保已进入虚拟环境）

python manage.py runserver 0:8000

在本地计算机浏览器中输入以下地址以测试Django在服务器上是否正常运行

<YOUR SERVER IP>:8000

2017.06.08更新
* 如果不能正常显示页面，一般为以下两个原因：

1.请检查防火墙状态，保证8000端口是能够被访问的，代码如下（更多防火墙设置可以参考我这篇文章https://t.cn/RSuX8Qj ）

# 检查防火墙状态
sudo ufw status

# 可以临时关闭防火墙
sudo ufw disable

# 或者保持防火墙开启，允许8000端口连接
sudo ufw allow 8000

2.请检查服务器安全组规则，如阿里云服务器，可以在进入管理控制台后，按以下步骤设置（如要了解更多服务器安全组规则设置，请参见阿里云官方文档https://t.cn/RST7Sgz ）

3.重启服务，再次在本地计算机浏览器中查看

确定服务器正常后，打开settings，修改以下一项

DEBUG = False

7 配置uWSGI（服务器）

7.1 打通uWSGI和Python

在项目根目录创建test.py文件，内容如下

def application(env, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type','text/html')])
    return ["Hello World"]  # python2
    # return [b"Hello World"]  # python3

运行uWSGI（表示使用http协议，并使用8000端口，加载指定文件test.py）

uwsgi --http :8000 --wsgi-file test.py

打开浏览器，输入

127.0.0.1:8000

若显示’Hello World’则表示运行正常，说明以下三个环节是相通的

web client <-> uWSGI <-> Python

7.2 打通uWSGI和Django

在项目根目录创建文件my_uwsgi.ini，并写入以下内容

[uwsgi]
# 使用nginx连接时使用
# socket = 0:8001

# 直接做web服务器使用
http = 0:8080

# 项目目录
chdir = /home/python/Desktop/project_test

# 项目中wsgi.py文件的目录
wsgi-file = /home/python/Desktop/project_test/project_test/wsgi.py

# 主进程
master = true

# 多进程&多线程
processes = 6
threads = 2

# .sock文件目录需与Nginx文件内的配置相同
# socket = /home/python/Desktop/project_test/my_sock.sock
# chmod-socket = 666

# 以守护进程的方式启动
vacuum = true


# 存储pid进程
pidfile=uwsgi.pid

# 存储log日志
daemonize=uwsgi.log

启动uWSGI服务

uwsgi --ini my_uwsgi.ini

终端显示以下内容即代表开启成功

[uWSGI] getting INI configuration from my_uwsgi.ini

打开浏览器，地址栏输入以下地址

<YOUR_SERVER_IP>:8080

可以看到，文字正常显示，图片无法显示，这是正常现象
以上步骤说明以下三个环节是相通的

web client <-> uWSGI <-> Django

停止uWSGI服务

uwsgi --stop uwsgi.pid

8 配置Nginx（服务器）

8.1 安装Nginx

安装Nginx

sudo apt-get install nginx

Nginx安装成功后，系统会自动开启 Nginx 服务，默认使用80端口，打开浏览器并输入你服务器的IP地址，就可以看到 nginx 的测试页面

Welcome to nginx!

If you see this page, the nginx web server is successfully installed and working. Further configuration is required.

For online documentation and support please refer to nginx.org.
Commercial support is available at nginx.com.

Thank you for using nginx.

说明以下两个环节是相通的

web client <-> the web server（Nginx）

8.2 配置Nginx

将/etc/nginx/目录下的uwsgi_params复制到项目文件夹，对此文件不做任何改动

cp /etc/nginx/uwsgi_params .

在项目根目录创建文件my_nginx.conf，并写入以下内容

upstream django {
    server    127.0.0.1:8001;
    # server      unix://home/python/Desktop/project_test/my_sock.sock;
}

server {
    listen      8000;  # 端口号
    server_name 127.0.0.1;  # 服务器 ip 或是域名
    charset     utf-8;  # 字符集

    # 最大上传限制
    # client_max_body_size 75M;

    location /media  {
        alias /home/python/Desktop/project_test/media_common;  # 媒体文件所在文件夹
    }

    location /static {
        alias /home/python/Desktop/project_test/static_common;  # 静态文件所在文件夹
    }


    # 将所有非媒体请求转到Django服务器上
    location / {
        uwsgi_pass      django;  # 最上方已定义
        # 将所有参数都转到uwsgi下
        include         /home/python/Desktop/project_test/uwsgi_params; # uwsgi_params的路径
    }
}

这个配置文件表示将静态文件和媒体文件由Nginx处理，而其它的请求转入uWSGI处理
与Nginx配置目录建立软链接

sudo ln -s /home/python/Desktop/project_test/my_nginx.conf /etc/nginx/sites-enabled/

sudo mkdir static_common
sudo mkdir media_common

如果出现权限问题，将权限改下就好

chmod 777 static_common
chmod 777 media_common

修改项目settings，在最后面添加

STATIC_ROOT = os.path.join(BASE_DIR, 'static_common')
MEDIA_ROOT = os.path.join(BASE_DIR, 'media_common')

python manage.py collectstatic

提示输入选项时选yes即可
重启Nginx服务

sudo /etc/init.d/nginx restart

9 Nginx & uWSGI & Django（服务器）

9.1 测试Nginx

在浏览器内输入<YOUR_SERVER_IP>:8000/static/admin/css/base.css，检查是否能正常显示这个css文件
将一张测试图片test.jpg放入media_common文件夹中，在浏览器中输入<YOUR_SERVER_IP>:8000/media/test.jpg，如果出现403则将图片的权限改为666，成功显示图片

9.2 测试uWSGI

uwsgi --socket :8001 --wsgi-file test.py

打开浏览器，地址栏输入<YOUR_SERVBER_IP>，看是否能正常显示’Hello World’

9.3 用UNIX socket取代TCP port

修改my_nginx.conf，最终版如下：

upstream django {
    # server    127.0.0.1:8001;
    server      unix:///home/python/Desktop/project_test/my_sock.sock;
}

server {
    listen      8000;  # 端口号
    server_name songmingyao.com;  # 服务器 ip 或是域名
    charset     utf-8;  # 字符集

    # 最大上传限制
    # client_max_body_size 75M;

    location /media  {
        alias /home/python/Desktop/project_test/media_common;  # 媒体文件所在文件夹
    }

    location /static {
        alias /home/python/Desktop/project_test/static_common;  # 静态文件所在文件夹
    }


    # 将所有非媒体请求转到Django服务器上
    location / {
        uwsgi_pass      django;  # 最上方已定义
        # 将所有参数都转到uwsgi下
        include         /home/python/Desktop/project_test/uwsgi_params; # uwsgi_params的路径
    }
}

修改my_uwsgi.ini，最终版如下

[uwsgi]
# 使用nginx连接时使用
# socket = 0:8001

# 直接做web服务器使用
# http = 0:8080

# 项目目录
chdir = /home/python/Desktop/project_test

# 项目中wsgi.py文件的目录
wsgi-file = /home/python/Desktop/project_test/project_test/wsgi.py

# 主进程
master = true

# 多进程&多线程
processes = 6
threads = 2

# .sock文件目录需与Nginx文件内的配置相同
socket = /home/python/Desktop/project_test/my_sock.sock
chmod-socket = 666

# 以守护进程的方式启动
vacuum = true

# 存储pid进程
pidfile=uwsgi.pid

# 存储log日志
daemonize=uwsgi.log

重启Nginx和uWSGI

sudo /etc/init.d/nginx restart

uwsgi --stop uwsgi.pid
uwsgi --ini my_uwsgi.ini

打开浏览器，地址栏输入网址<YOUR_SERVER_IP>:8000，查看图片和文字是否显示正常
此时以下环节已全部打通

web client <-> web server(nginx) <-> the socket <-> uwsgi <-> Django

9.4 服务器开机自启

修改/etc/rc.local，添加以下内容到exit 0之前

/usr/local/bin/uwsgi --ini /home/python/Desktop/project_test/my_uwsgi.ini

月份：2017年8月

环境

问题