matploitlib实现L文法系统

1.源码实现

import matplotlib.pyplot as plt
import math

# 使用Matploitlib库, 定义自己的Turtle类
class my_turtle:
    # 构造方法, 自动执行
    def __init__(self, A):
        # 初始化实例
        self.x = A[0]
        self.y = A[1]
        self.d = A[2]

    # 获取turtle当前状态
    def get_point(self):
        return (self.x, self.y, self.d)

    # 恢复到状态p点
    def restore(self, p):
        self.x = p[0]
        self.y = p[1]
        self.d = p[2]

    # 向前一步, 画线
    def forward(self, L):
        # 计算下一点的坐标
        x1 = self.x + L*math.cos(self.d*math.pi/180)
        y1 = self.y + L*math.sin(self.d*math.pi/180)

        # 两点之间画线
        X = [self.x, x1]
        Y = [self.y, y1]

        # 绘制线段
        plt.plot(X, Y, c=p_color, alpha=1)

        # 设置当前状态为下一点的状态
        self.x = x1
        self.y = y1

    # 向前一步, 不画线
    def go(self, L):
        x1 = self.x + L*math.cos(self.d*math.pi/180)
        y1 = self.y + L*math.sin(self.d*math.pi/180)

        self.x = x1
        self.y = y1

    # 向左转angle度
    def left(self, angle):
        self.d = self.d + angle

    # 向右转angle度
    def right(self, angle):
        self.d = self.d - angle

# L系统函数, LS为图形文法结构, A为起始点, L为步长, n为迭代次数
def L_system(LS, A, L, n):
    angle = LS['angle']
    axiom = LS['axiom']
    P = LS['P']

    # 字符串重写
    i = 0
    new_str = axiom

    # 重复迭代替换, 直到达到迭代次数
    while i < n:
        s = []

        # 遍历字符串中的每个字符
        for alpha in new_str:
            k = 0

            for rule in P:
                origin, desti = rule.split('->')

                if alpha == origin:
                    if desti:
                        s.append(desti)
                    k = 1

            if k == 0:
                s.append(alpha)

        new_str = ''.join(s)

        print(new_str)

        i = i + 1

    # 实例化生成一个my_turtle对象
    t1 = my_turtle(A)

    # 解释字符串, 绘图
    stack = []

    # 遍历字符串
    for alpha in new_str:
        if alpha not in plot_V:
            continue

        if alpha == 'F':
            t1.forward(L)
        elif alpha == 'f':
            t1.go(L)
        elif alpha == '+':
            t1.left(angle)
        elif alpha == '-':
            t1.right(angle)
        elif alpha == '[':
            C = t1.get_point()
            stack.append(C)
        elif alpha == ']':
            A = stack[-1]
            del stack[-1]
            t1.restore(A)

# 定义符号的图形学解释
plot_V = {'F': 'Move forward by line length drawing a line',
    'f': 'Move forward by line length without drawing a line',
    '+': 'Turn left by turning angle',
    '-': 'Turn right by turning angle',
    '[': 'push',
    ']': 'pop',
}

# 科赫曲线图形结构
koch = {'angle': 60,
    'axiom': 'F',
    'P': ['F->F+F--F']
}

# 科赫雪花图形结构,
koch_snow = {'angle': 60,
    'axiom': 'F--F--F',
    'P': ['F->F+F--F+F']
}

# 分形龙图形结构
dragon = {'angle': 45,
    'axiom': 'FX',
    'P': ['F->', 'Y->+FX--FY+', 'X->-FX++FY-']
}

if __name__ == '__main__':
    # 指定背景颜色
    b_color = 'white'

    # 指定画笔颜色
    p_color = 'black'

    # 设置窗口的默认颜色
    plt.rcParams['figure.facecolor'] = b_color

    # 设置起始点
    A = (0, 0, 0)

    # 设置步长
    L = 30

    # 设置迭代次数
    n = 10

    # 调用L-system函数生成字符串并绘制图形
    L_system(dragon, A, L, n)

    # 设置x, y轴的单位长度相等
    plt.axis('equal')

    # 隐藏坐标轴
    plt.axis('off')

    # 保存图形为文件
    plt.savefig('1.png', facecolor=b_color)

2.运行程序

$ python3 test.py

3.运行结果

1.png
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,271评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,275评论 2 380
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,151评论 0 336
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,550评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,553评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,559评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,924评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,580评论 0 257
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,826评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,578评论 2 320
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,661评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,363评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,940评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,926评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,156评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,872评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,391评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容