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本教程使用python來生成隨機(jī)漫步數(shù)據(jù),再使用matplotlib將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來
開發(fā)環(huán)境
操作系統(tǒng): Windows10
IDE: Pycharm 2017.1.3
Python版本: Python3.6
Python第三方庫:matplotlib
開始實(shí)戰(zhàn)
1. 創(chuàng)建RandomWalk()類
為了模擬隨機(jī)漫步,我們將創(chuàng)建一個(gè)名為RandomWalk的類, 它隨機(jī)地選擇方向。
from random import choice class RandomWalk(): """一個(gè)生成隨機(jī)漫步數(shù)據(jù)的類""" def __init__(self, num_points=50000): """初始化隨機(jī)漫步的屬性""" self.num_points = num_points # 所有隨機(jī)漫步都始于(0,0) self.x_values = [0] self.y_values = [0]
這個(gè)類有三個(gè)屬性,一個(gè)存儲隨機(jī)漫步次數(shù)的變量,其他兩個(gè)存儲隨機(jī)漫步經(jīng)過的x和y坐標(biāo)。RandomWalk只包含兩個(gè)方法:init()和 fill_walk()
2. 選擇方向
我們將使用 fill_walk() 來生成漫步包含的點(diǎn),并決定漫步的方向
def fill_walk(self): """計(jì)算隨機(jī)漫步包含的所有點(diǎn)""" # 不斷漫步,直到列表達(dá)到指定的長度 while len(self.x_values) < self.num_points: # 決定前進(jìn)方向以及沿這個(gè)方向前進(jìn)的距離 x_direction = choice([1,- 1]) x_distance = choice([1, 2, 3, 4]) x_step = x_direction * x_distance y_direction = choice([1, -1]) y_distance = choice([1, 2, 3, 4]) y_step = y_direction * y_distance # 拒絕原地踏步 if x_step == 0 and y_step == 0: continue # 計(jì)算下一個(gè)點(diǎn)的x和y值 next_x = self.x_values[-1] + x_step next_y = self.y_values[-1] + y_step self.x_values.append(next_x) self.y_values.append(next_y)
我們創(chuàng)建了一個(gè)循環(huán),這個(gè)循環(huán)不斷運(yùn)行,直到漫步包含所需數(shù)量的點(diǎn)。
我們使用choice([1, -1])給x_direction選擇一個(gè)值,-1代表向左走, 1代表向右走。
choice([0, 1, 2, 3, 4])隨機(jī)選擇0-4之間的整數(shù),告訴python沿指定方向走多遠(yuǎn)
3. 繪制隨機(jī)漫步圖
import matplotlib.pyplot as plt from randomwalk import RandomWalk # 只要程序處于活動(dòng)狀態(tài),就不斷地模擬隨機(jī)漫步 while True: # 創(chuàng)建一個(gè)RandomWalk實(shí)列,并將其包含的點(diǎn)都繪制出來 rw = RandomWalk() rw.fill_walk() plt.figure(dpi=128, figsize=(8, 4)) point_numbers = list(range(rw.num_points)) plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, c=point_numbers, cmap=plt.cm.Reds, edgecolors='none', s=1) # 突出起點(diǎn)和終點(diǎn) plt.scatter(0, 0, c='green', edgecolors='none', s=100) plt.scatter(rw.x_values[-1], rw.y_values[-1], c='red', edgecolors='none', s=100) plt.show() keep_running = input("Make another walk?(y/n):") if keep_running == 'n': break
創(chuàng)建一個(gè)RandomWalk實(shí)例,在調(diào)用 fill_walk() 方法,我們將隨機(jī)漫步x、y和次數(shù)傳遞給scatter(),并選擇了合適的尺寸。并繪制了起點(diǎn)和終點(diǎn)。
4. 運(yùn)行結(jié)果
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