隨機漫步python（附完整代碼）

隨機漫步這個例子出自《Python編程：從入門到實踐》

創建RandomWalk()類

包含__init__()和fill_walk()

random_walk.py

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):
        """計算隨機漫步包含的所有點"""
        
        #不斷漫步，直到列表達到指定的長度
        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)
            

 

繪制隨機漫步圖

rw_visual.py

import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk

#構建一個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=1)
plt.show()

       

 每次都不一樣，如果想找它的先后順序，我們就要給它上色

 

給點着色

cmap再次出場

關鍵語句

plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, c=point_numbers, cmap=plt.cm.Blues, edgecolor=None, s=15)

隨着c的變化，顏色會漸變，藝術品的感jio

 

全部代碼

import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk

while True:
    #構建一個RandomWalk實例，並將其包含的點都繪制出來
    rw = RandomWalk()
    rw.fill_walk()

    point_numbers = list(range(rw.num_points))
    plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, c=point_numbers, 
        cmap=plt.cm.Blues, edgecolor=None, s=15)

    plt.show()

    keep_running = input("Make another walk?(y/n):")#多畫幾次
    if keep_running == 'n':
        break

換色吧，cmap=plt.cm.YlOrBr，應該還有很多好看的哈哈哈

 

什么？你還想知道起點和終點？

 

繪制起點和終點

起點（0,0）用綠色，終點用紅色，而且比較大（s=100）

關鍵語句

    #突出起點和終點
    plt.scatter(0, 0, c='green', edgecolor=None, s=100)
    plt.scatter(rw.x_values[-1], rw.y_values[-1], c='red', edgecolor=None, s=100)

全部代碼

import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk

while True:
    #構建一個RandomWalk實例，並將其包含的點都繪制出來
    rw = RandomWalk()
    rw.fill_walk()

    point_numbers = list(range(rw.num_points))
    plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, c=point_numbers, 
        cmap=plt.cm.Blues, edgecolor=None, s=15)

    #突出起點和終點
    plt.scatter(0, 0, c='green', edgecolor=None, s=100)
    plt.scatter(rw.x_values[-1], rw.y_values[-1], c='red', edgecolor=None, s=100)
    
    plt.show()

    keep_running = input("Make another walk?(y/n):")
    if keep_running == 'n':
        break

  一目了然

 

隱藏坐標軸

關鍵語句

    #隱藏坐標軸
    plt.axes().get_xaxis().set_visible(False)
    plt.axes().get_yaxis().set_visible(False)

全部代碼

import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk

while True:
    #構建一個RandomWalk實例，並將其包含的點都繪制出來
    rw = RandomWalk()
    rw.fill_walk()

    point_numbers = list(range(rw.num_points))
    plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, c=point_numbers, 
        cmap=plt.cm.Blues, edgecolor=None, s=15)

    #突出起點和終點
    plt.scatter(0, 0, c='green', edgecolor=None, s=100)
    plt.scatter(rw.x_values[-1], rw.y_values[-1], c='red', edgecolor=None, s=100)
    
    #隱藏坐標軸
    plt.axes().get_xaxis().set_visible(False)
    plt.axes().get_yaxis().set_visible(False)
    
    plt.show()

    keep_running = input("Make another walk?(y/n):")
    if keep_running == 'n':
        break

 

增加點數

創建實例時，給它一個較大的num_points

關鍵語句

rw = RandomWalk(50000)

全部代碼

import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk

while True:
    #構建一個RandomWalk實例，並將其包含的點都繪制出來
    rw = RandomWalk(50000)
    rw.fill_walk()

    point_numbers = list(range(rw.num_points))
    plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, c=point_numbers, 
        cmap=plt.cm.Blues, edgecolor=None, s=1)

    #突出起點和終點
    plt.scatter(0, 0, c='green', edgecolor=None, s=100)
    plt.scatter(rw.x_values[-1], rw.y_values[-1], c='red', edgecolor=None, s=100)
    
    #隱藏坐標軸
    plt.axes().get_xaxis().set_visible(False)
    plt.axes().get_yaxis().set_visible(False)
    
    plt.show()

    keep_running = input("Make another walk?(y/n):")
    if keep_running == 'n':
        break

 

 

調整尺寸以適應屏幕

在fill_walk()后插入關鍵語句

#設置繪圖窗口的尺寸
    plt.figure(figsize=(10, 6))

 

 這里第一次提到figure()，用於指定圖表的寬度、高度、分辨率和背景色。你需要給形參figsize指定一個元組，向matplotlib指出繪圖窗口的尺寸，單位為英寸。

Python假定屏幕分辨率為80像素/英寸。如果你知道自己的系統的分辨率，可使用形參dpi向figure()傳遞該分辨率，以有效地利用可用的屏幕空間，如下所示：

plt.figure(dpi=128, figsize=(10, 6))

 

 

2020-03-04