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Python利用隨機函數生成變化圖形詳解_python

作者：PursuitingPeak ? 更新時間： 2022-06-24 編程語言

鑒于上一篇中最后三個問題：

1、上述程序是否能進行優化（比如功能相同的）

2、創建三個3個實例，用了3個語句，能否建一個函數，只輸入一個數n，就自動創建n個實例？同時，每個實例的num_times隨機，(n比較大時，num_times應該比較小)

3、當實現上述功能后，程序運行，只輸入一個參數（創建實例的個數），就會自動生成對應的num_times，并分別調用相關函數生成對應圖表。

可以，在類Rand_moving()中計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算方法，可以直接調用，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:#循環不斷運行，直到漫步包含所需數量的點num_times
            x_step = self.get_step(choice([1,-1]),choice([0,1,2,3,4,5]))     #直接調用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）要能生成實例個數n，且還有對應的移動次數num_times，可考慮用字典，即實例個數為key，對應移動次數num_times為鍵值,當輸入2時，如? caselist={’1‘:'150000'，’2‘:'250000'}

2）讀取字典每個項目，將對應的key和value傳遞給由Rand_moving類創建的實例，key的個數即為需要創建實例的個數，對應的value值為移動次數。

3）輸入數字，即為字典key的個數，存入字典，同時利用隨機函數生成一個num_times保存到對應的value中。

完成思路：

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

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

2、需要循環讀取字典的key和value,并將value傳遞給類Rand_moving，隨后再運行fill_moving()生成數據并保存到列表，隨即用plt.scatter()進行繪圖

for key,value in self.caselist.items(): #字典不為空
            colorkey=str(key)        #  將字典關鍵字轉為字符串存到變量colorkey中
            examplecase = Rand_moving(int(value))  #創建實例，將對應的value值傳遞類Rand_moving
            examplecase.fill_moving()  #調用類Rand_moving中的方法fill_moving()計算移動相關數據并保存到列表中
            plt.figure(dpi=128,figsize=(12, 10))   #創建畫面屏幕          
            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，是因為這里循環的時候一直出現紅色Reds，為了對比，創建了一新字典colors{}，將生成的個數與顏色相對應。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): #定義要創建的實例個數        
        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'}#創建了一新字典colors{}，將生成的個數與顏色相對應
        
        while self.case < self.numbers:  #小于給定實例個數時
            self.case += 1
            times = choice([100000,150000,200000,250000]) #隨機生成一個移動次數
            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
        for key,value in self.caselist.items(): #字典不為空
            colorkey=str(key)        #  將字典關鍵字轉為字符串存到變量colorkey中
            examplecase = Rand_moving(int(value))  #創建實例，將對應的value值傳遞類Rand_moving
            examplecase.fill_moving()  #調用類Rand_moving中的方法fill_moving()計算移動相關數據并保存到列表中
            plt.figure(dpi=128,figsize=(12, 10))   #創建畫面屏幕         
            plt.scatter(examplecase.x_values,examplecase.y_values,c=self.colors[colorkey],s=15)#注意調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，需要輸入一個數據，然后調用相關相關類創建實例（慢慢成調包俠了！^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，模擬運行，不需要太大的數據。
n = input()   #將輸入的數據保存到變量n中，注意所有輸入均為字符串，

testcase = New_case(int(n)) #將n轉為整型數據，創建實例個數 
testcase.case_moving()

實際運行效果，輸入4，生成4個數據圖形（為展示較全，原圖已縮?。?/p>

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。

當然如果覺得數軸很礙眼，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)

原文鏈接：https://www.cnblogs.com/codingchen/p/16192714.html

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