模擬多次隨機(jī)漫步
? ? ? 接著上一篇的內(nèi)容,假如要使用前面的代碼模擬多次隨機(jī)漫步,可以使用while 循環(huán)實(shí)現(xiàn),如下所示:
? ? ? ? 運(yùn)行代碼后,在matplotlib查看器中會顯示漫步的結(jié)果,此時(shí)程序是暫停的。如果我們關(guān)閉查看器,程序會將詢問是否要再模擬一次隨機(jī)漫步。此時(shí)根據(jù)提示輸入y,可模擬多次隨機(jī)漫步:這些隨機(jī)漫步都在起點(diǎn)附近進(jìn)行,大多沿特定方向偏離起點(diǎn),漫步點(diǎn)分布不均勻。如果要結(jié)束程序,只需要根據(jù)提示輸入n 就好。
設(shè)置隨機(jī)漫步圖的樣式
? ? ? ? 為了使漫步圖更好看,我們可以設(shè)置漫步圖的樣式,比如:設(shè)置漫步點(diǎn)的顏色,重新繪制漫步的起點(diǎn)和終點(diǎn),修改起始點(diǎn)和終點(diǎn)的顏色、大小,設(shè)置坐標(biāo)軸的標(biāo)簽等等。
1.給點(diǎn)著色
? ? ? ? 我們將使用顏色映射來指出漫步中各點(diǎn)的先后順序,讓它們的顏色更明顯。為根據(jù)漫步中各點(diǎn)的先后順序進(jìn)行著色,我們傳遞參數(shù)c ,并將其設(shè)置為一個(gè)列表,其中包含各點(diǎn)的先后順序。由于這些點(diǎn)是按順序繪制的,因此給參數(shù)c 指定的列表只需包含數(shù)字1~5000,如下所示:
? ? ? ? 我們使用了range() 生成了一個(gè)數(shù)字列表,其中包含的數(shù)字個(gè)數(shù)與漫步包含的點(diǎn)數(shù)相同。接下來,我們將這個(gè)列表存儲在point_numbers 中,以便后面使用它來設(shè)置每個(gè)漫步點(diǎn)的顏色。我們將參數(shù)c 設(shè)置為point_numbers ,指定使用顏色映射Greens,最終的隨機(jī)漫步圖從淺綠色漸變?yōu)樯罹G色,列表point_numbers中的數(shù)值越小,顏色越淺,數(shù)值越大,顏色越深。
2.重新繪制起點(diǎn)和終點(diǎn)
? ? ? ? 為了突出起點(diǎn)和終點(diǎn),我們給起點(diǎn)和終點(diǎn)使用不同的顏色,并改變其大小,如圖:
第16行代碼中
? ? ? 為了突出起點(diǎn),我們使用藍(lán)色繪制點(diǎn)(0, 0),因?yàn)檫@只是一個(gè)點(diǎn),所以直接指定顏色使c='blue'就好。但是值得注意的一點(diǎn)是,這里c后面接的顏色一定要小寫字母,與前面的顏色映射區(qū)分開,否則會報(bào)錯(cuò)。為了使起點(diǎn)比其他點(diǎn)大可以設(shè)置s=100。終點(diǎn)的設(shè)置方法類似,我們將其顏色設(shè)置為紅色,并將尺寸設(shè)置為100。
結(jié)果如下:
3.隱藏坐標(biāo)軸
? ? ? ? 在20、21行代碼中,使用了函數(shù)plt.axes()修改坐標(biāo)軸,將每條坐標(biāo)軸的可見性都設(shè)置為False。
如圖:
4.增加點(diǎn)數(shù)
? ? ? ? 為了使漫步圖更豐富,我們可以提供更多數(shù)據(jù)。我們在創(chuàng)建RandomWalk 實(shí)例時(shí)把它的屬性num_points 的值加大,并在繪圖時(shí)調(diào)整每個(gè)點(diǎn)的大小。
? ? ? 為了增加對比效果,我先使用默認(rèn)的點(diǎn)數(shù)5000,點(diǎn)的顏色為藍(lán)色、大小為5,起始點(diǎn)為綠色、大小為100,終點(diǎn)為紅色、大小為100。效果如下:
? ? ? 接著我們把點(diǎn)數(shù)設(shè)置為100000,點(diǎn)的顏色為藍(lán)色、大小為0.1,起始點(diǎn)為綠色、大小為100,終點(diǎn)為紅色、大小為100。效果如下:
? ? ? ? 通過兩次運(yùn)行結(jié)果的比對可以看出,漫步的點(diǎn)數(shù)越多,點(diǎn)越小,隨機(jī)漫步的圖像更纖細(xì),也更好看一點(diǎn)。但是,當(dāng)我把點(diǎn)數(shù)設(shè)置為100000時(shí),程序運(yùn)行非常的緩慢,這跟我的計(jì)算機(jī)的性能也有很大關(guān)系。
? ? ? ? 這讓我聯(lián)想到生活中有很多事情的選擇也是這樣,沒法做到所有事情完美,總需要做出取舍,就像這隨機(jī)漫步圖一樣,到底是犧牲時(shí)間換取更震撼的圖像呢?還是犧牲更震撼的效果換取更快的時(shí)間呢?不管哪一個(gè)都會有利有弊,最重要的還是根據(jù)自己的需要做出自己認(rèn)為最好的選擇就行。
5.調(diào)整尺寸以適合屏幕
? ? ? ? 圖表適合屏幕大小時(shí),更能有效地將數(shù)據(jù)中的規(guī)律呈現(xiàn)出來。為讓繪圖窗口更適合屏幕大小,可像下面這樣調(diào)整matplotlib輸出的尺寸:
? ? ? ? 函數(shù)figure() 用于指定圖表的寬度、高度、分辨率和背景色。你需要給形參figsize 指定一個(gè)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,我調(diào)整其中的數(shù)字,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:
? ? ? ? 實(shí)際情況不一定用自己電腦屏幕分辨率顯示效果最好,可根據(jù)自己的實(shí)際需要,設(shè)置最合適的分辨率。