【Python】隨機漫步

本文轉載自查看原文 2017-12-03 11:29 2706 Python

創建Randomwalk()類

我們將使用Python來生成隨機漫步數據，再使用matplotlib以引入矚目的方式將這些數據呈現出來

首先創建類Randomwalk()

from random import choice

class RandomWalk():
    '''一個生成隨機漫步數據的類'''
    def __init__(self,num_points=5000):
        '''初始化隨機漫步的屬性'''
        self.num_points = num_points

        #所有的隨機漫步都始於(0,0)
        self.x_values = [0]
        self.y_values = [0]
    def fill_walk(self):
        '''計算隨機漫步的所有點'''

        # 不斷漫步，直到列表到達指定長度
        while len(self.x_values)<self.num_points:
            # 決定前進方向以及沿這個方向前進的距離
            x_direction = choice([1,-1])
            x_distance = choice([0,1,2,3,4])
            x_step = x_direction*x_distance

            y_direction = choice([1, -1])
            y_distance = choice([0, 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

            #計算下一個點的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)

__init__()和fill_walk(),其中后者計算隨機漫步經過的所有點。

我們使用choice([1,-1])給direction選擇一個值，結果要么是表示向右走1，要么表示向左走-1，接下來，choice([0,1,2,3,4])隨機的選擇一個0~4之間的整數，告訴Python沿着指定的方向走多遠(x_distance)

繪制隨機漫步圖

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib_test.random_walk import RandomWalk

#創建一個RandomWalk實例，並將其包含的點都繪制出來
rw = RandomWalk()
rw.fill_walk()
print(rw.x_values)
plt.scatter(rw.x_values,rw.y_values,s=15)
plt.show()

運行結果:

我們首先導入模塊pyplot和Randomwalk類，然后我們創建一個實例，並將其存儲到rw中，再調用fill_walk()，我們將隨機漫步的x與y值傳遞給scatter(),並選擇了合適的點尺寸，顯示包含5000個點的隨機漫步。

模擬多次隨機漫步

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib_test.random_walk import RandomWalk
#只要程序處理活動狀態，就不斷的隨機模擬
while True:
    #創建一個RandomWalk實例，並將其包含的點都繪制出來
    rw = RandomWalk()
    rw.fill_walk()
    plt.scatter(rw.x_values,rw.y_values,s=15)
    plt.show()
    keep_running = input("Make another walk?(y/n):")
    if keep_running == 'n':
        break