模拟多次随机漫步
接着上一篇的内容,假如要使用前面的代码模拟多次随机漫步,可以使用while 循环实现,如下所示:
运行代码后,在matplotlib查看器中会显示漫步的结果,此时程序是暂停的。如果我们关闭查看器,程序会将询问是否要再模拟一次随机漫步。此时根据提示输入y,可模拟多次随机漫步:这些随机漫步都在起点附近进行,大多沿特定方向偏离起点,漫步点分布不均匀。如果要结束程序,只需要根据提示输入n 就好。
设置随机漫步图的样式
为了使漫步图更好看,我们可以设置漫步图的样式,比如:设置漫步点的颜色,重新绘制漫步的起点和终点,修改起始点和终点的颜色、大小,设置坐标轴的标签等等。
1.给点着色
我们将使用颜色映射来指出漫步中各点的先后顺序,让它们的颜色更明显。为根据漫步中各点的先后顺序进行着色,我们传递参数c ,并将其设置为一个列表,其中包含各点的先后顺序。由于这些点是按顺序绘制的,因此给参数c 指定的列表只需包含数字1~5000,如下所示:
我们使用了range() 生成了一个数字列表,其中包含的数字个数与漫步包含的点数相同。接下来,我们将这个列表存储在point_numbers 中,以便后面使用它来设置每个漫步点的颜色。我们将参数c 设置为point_numbers ,指定使用颜色映射Greens,最终的随机漫步图从浅绿色渐变为深绿色,列表point_numbers中的数值越小,颜色越浅,数值越大,颜色越深。
2.重新绘制起点和终点
为了突出起点和终点,我们给起点和终点使用不同的颜色,并改变其大小,如图:
第16行代码中
为了突出起点,我们使用蓝色绘制点(0, 0),因为这只是一个点,所以直接指定颜色使c='blue'就好。但是值得注意的一点是,这里c后面接的颜色一定要小写字母,与前面的颜色映射区分开,否则会报错。为了使起点比其他点大可以设置s=100。终点的设置方法类似,我们将其颜色设置为红色,并将尺寸设置为100。
结果如下:
3.隐藏坐标轴
在20、21行代码中,使用了函数plt.axes()修改坐标轴,将每条坐标轴的可见性都设置为False。
如图:
4.增加点数
为了使漫步图更丰富,我们可以提供更多数据。我们在创建RandomWalk 实例时把它的属性num_points 的值加大,并在绘图时调整每个点的大小。
为了增加对比效果,我先使用默认的点数5000,点的颜色为蓝色、大小为5,起始点为绿色、大小为100,终点为红色、大小为100。效果如下:
接着我们把点数设置为100000,点的颜色为蓝色、大小为0.1,起始点为绿色、大小为100,终点为红色、大小为100。效果如下:
通过两次运行结果的比对可以看出,漫步的点数越多,点越小,随机漫步的图像更纤细,也更好看一点。但是,当我把点数设置为100000时,程序运行非常的缓慢,这跟我的计算机的性能也有很大关系。
这让我联想到生活中有很多事情的选择也是这样,没法做到所有事情完美,总需要做出取舍,就像这随机漫步图一样,到底是牺牲时间换取更震撼的图像呢?还是牺牲更震撼的效果换取更快的时间呢?不管哪一个都会有利有弊,最重要的还是根据自己的需要做出自己认为最好的选择就行。
5.调整尺寸以适合屏幕
图表适合屏幕大小时,更能有效地将数据中的规律呈现出来。为让绘图窗口更适合屏幕大小,可像下面这样调整matplotlib输出的尺寸:
函数figure() 用于指定图表的宽度、高度、分辨率和背景色。你需要给形参figsize 指定一个元组,向matplotlib指出绘图窗口的尺寸,单位为英寸。
Python假定屏幕分辨率为80像素/英寸,我调整其中的数字,使用形参dpi 向figure() 传递该分辨率,以有效地利用可用的屏幕空间,如下所示:
实际情况不一定用自己电脑屏幕分辨率显示效果最好,可根据自己的实际需要,设置最合适的分辨率。