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Python利用隨機(jī)函數(shù)生成變化圖形詳解

 更新時間:2022年04月26日 11:08:01   作者:PursuitingPeak  
這篇文章主要介紹了如何在Python中利用隨機(jī)函數(shù)生成變化的圖形,文中的示例代碼講解詳細(xì),對我們學(xué)習(xí)有一定吧參考價(jià)值,需要的可以了解一下

鑒于上一篇中最后三個問題:

1、上述程序是否能進(jìn)行優(yōu)化(比如功能相同的)

2、創(chuàng)建三個3個實(shí)例,用了3個語句,能否建一個函數(shù),只輸入一個數(shù)n,就自動創(chuàng)建n個實(shí)例?同時,每個實(shí)例的num_times隨機(jī),(n比較大時,num_times應(yīng)該比較小)

3、當(dāng)實(shí)現(xiàn)上述功能后,程序運(yùn)行,只輸入一個參數(shù)(創(chuàng)建實(shí)例的個數(shù)),就會自動生成對應(yīng)的num_times,并分別調(diào)用相關(guān)函數(shù)生成對應(yīng)圖表。

可以,在類Rand_moving()中計(jì)算每一步的方向和移動位置時,都用到了一個乘法公式,

x_direction = choice([1,-1])       #x的移動方向,1向上,0不變,-1向下
            x_distance = choice([0,1,2,3,4,5]) #x的每次移動的像素,
            x_step = x_direction*x_distance    #移動方向乘以移動距離,以確定沿x移動的距離
            
            y_direction =  choice([1,-1])      #y的移動方向,1向上,0不變,-1向下
            y_distance = choice([0,1,2,3,4,5]) #y的每次移動的像素,
            y_step = y_direction*y_distance    #移動方向乘以移動距離,以確定沿y移動的距離

因此可以整理出一個計(jì)算方法,可以直接調(diào)用,至于2,3很明顯,也是可以完成的。

第一步,將乘法公式提出來單獨(dú)形成一個作用于自身的方法,代碼如下:

def get_step(self,direction,distance):
          return distance*direction
        
    def fill_moving(self):
        while len(self.x_values)<self.num_times:#循環(huán)不斷運(yùn)行,直到漫步包含所需數(shù)量的點(diǎn)num_times
            x_step = self.get_step(choice([1,-1]),choice([0,1,2,3,4,5]))     #直接調(diào)用get_step方法,使代碼更加簡潔
            y_step = self.get_step(choice([1,-1]),choice([0,1,2,3,4,5]))

完成第1問,代碼變得更加簡潔明了。

第2、3個問題:

1)要能生成實(shí)例個數(shù)n,且還有對應(yīng)的移動次數(shù)num_times,可考慮用字典,即實(shí)例個數(shù)為key,對應(yīng)移動次數(shù)num_times為鍵值,當(dāng)輸入2時,如  caselist={’1‘:'150000',’2‘:'250000'}

2)讀取字典每個項(xiàng)目,將對應(yīng)的key和value傳遞給由Rand_moving類創(chuàng)建的實(shí)例,key的個數(shù)即為需要創(chuàng)建實(shí)例的個數(shù),對應(yīng)的value值為移動次數(shù)。

3)輸入數(shù)字,即為字典key的個數(shù),存入字典,同時利用隨機(jī)函數(shù)生成一個num_times保存到對應(yīng)的value中。

完成思路:

1,重新定義一個類 New_case() 作用:接收一個數(shù)據(jù),并根據(jù)這個數(shù)據(jù)自動生成一個字典,

class New_case():
    #定義New_case類
    def __init__(self,numbers): #定義要創(chuàng)建的實(shí)例個數(shù)        
        self.numbers=numbers     
        self.caselist={}  #定義一個空的caselist字典
        self.case = 0       
       while self.case < self.numbers: #當(dāng)變量case小于給定值時,
            self.case += 1
            times = choice([100000,150000,200000,250000])#隨機(jī)選擇一個移動次數(shù)
            self.caselist[self.case] = times  #將value與key對應(yīng)

2、需要循環(huán)讀取字典的key和value,并將value傳遞給類Rand_moving,隨后再運(yùn)行fill_moving()生成數(shù)據(jù)并保存到列表,隨即用plt.scatter()進(jìn)行繪圖

for key,value in self.caselist.items(): #字典不為空
            colorkey=str(key)        #  將字典關(guān)鍵字轉(zhuǎn)為字符串存到變量colorkey中
            examplecase = Rand_moving(int(value))  #創(chuàng)建實(shí)例,將對應(yīng)的value值傳遞類Rand_moving
            examplecase.fill_moving()  #調(diào)用類Rand_moving中的方法fill_moving()計(jì)算移動相關(guān)數(shù)據(jù)并保存到列表中
            plt.figure(dpi=128,figsize=(12, 10))   #創(chuàng)建畫面屏幕          
            plt.scatter(examplecase.x_values,examplecase.y_values,c=self.colors[colorkey],s=15)
        plt.show()

上篇中的代碼  c=y_values, cmap=plt.cm.Reds為什么這里不再用,是因?yàn)檫@里循環(huán)的時候一直出現(xiàn)紅色Reds,為了對比,創(chuàng)建了一新字典colors{},將生成的個數(shù)與顏色相對應(yīng)。所以上述代碼中修改為 c=self.colors[colorkey]

類New_case() 全部代碼如下:

import matplotlib.pyplot as plt

from rand_moving import *

class New_case():
    #定義New_case類
    def __init__(self,numbers): #定義要創(chuàng)建的實(shí)例個數(shù)        
        self.numbers=numbers     
        self.caselist={}  #定義一個空的cases列表
        self.case = 0    #定義一個case變量   
        self.colors={'1':'red','2':'orange','3':'yellow','4':'green','5':'blue','6':'puple'}#創(chuàng)建了一新字典colors{},將生成的個數(shù)與顏色相對應(yīng)
        
        while self.case < self.numbers:  #小于給定實(shí)例個數(shù)時
            self.case += 1
            times = choice([100000,150000,200000,250000]) #隨機(jī)生成一個移動次數(shù)
            self.caselist[self.case] = times    #將變量case作為key, times作為value保存到字典中      
       
    def case_moving(self):  #重新定義一個方法,即訪問字典所有項(xiàng)
        for key,value in self.caselist.items(): #字典不為空
            colorkey=str(key)        #  將字典關(guān)鍵字轉(zhuǎn)為字符串存到變量colorkey中
            examplecase = Rand_moving(int(value))  #創(chuàng)建實(shí)例,將對應(yīng)的value值傳遞類Rand_moving
            examplecase.fill_moving()  #調(diào)用類Rand_moving中的方法fill_moving()計(jì)算移動相關(guān)數(shù)據(jù)并保存到列表中
            plt.figure(dpi=128,figsize=(12, 10))   #創(chuàng)建畫面屏幕         
            plt.scatter(examplecase.x_values,examplecase.y_values,c=self.colors[colorkey],s=15)#注意調(diào)用了上述新字典的顏色
        plt.show()

3、主程序

主程序中有一個交互,需要輸入一個數(shù)據(jù),然后調(diào)用相關(guān)相關(guān)類創(chuàng)建實(shí)例(慢慢成調(diào)包俠了!^v^)

import matplotlib.pyplot as plt

from rand_moving import *   
from new_case import *

print("Please enter the number:")  #交互,請輸入一個數(shù),模擬運(yùn)行,不需要太大的數(shù)據(jù)。
n = input()   #將輸入的數(shù)據(jù)保存到變量n中,注意所有輸入均為字符串,

testcase = New_case(int(n)) #將n轉(zhuǎn)為整型數(shù)據(jù),創(chuàng)建實(shí)例個數(shù) 
testcase.case_moving()

實(shí)際運(yùn)行效果,輸入4,生成4個數(shù)據(jù)圖形(為展示較全,原圖已縮小):

self.colors={'1':'red','2':'orange','3':'yellow','4':'green','5':'blue','6':'puple'} 注意:圖的顏色分別與colors字典中對應(yīng)。

當(dāng)然如果覺得數(shù)軸很礙眼,那就在類類New_case() 中的plt.figure()之后加上

plt.axes().get_xaxis().set_visible(False)
plt.axes().get_yaxis().set_visible(False) 

到此這篇關(guān)于Python利用隨機(jī)函數(shù)生成變化圖形詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python隨機(jī)函數(shù)生成變化圖形內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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