Python可视化——随机漫步

随机漫步

随机漫步实现主要有以下两个步骤：
（1）python确定每次迭代后的落脚点坐标（该坐标是随机的），将每次生成的落脚点坐标存入列表。
（2）利用matplotlib中的散点图绘制随机漫步图形。

随机漫步在现实中都具有实际的用途：漂浮在水滴上的花粉因不断受到水分子的挤压而在水面上移动。水滴中的分子运动是随机的，因此花粉在水面上的运动路径犹如随机漫步。

（1）python实现随机漫步（算法模块）

#需先导入random包当中的choice函数
#choice()方法将实现从列表，元组或字符串中返回一个随机的项目
from random import choice#创建一个用于实现随机漫步的RandomWalk类
class RandomWalk():"""一个生成随机漫步数据的类"""def __init__(self, num_points=5000):#默认迭代5000次"""初始化随机漫步的属性"""#存储随机漫步次数的变量self.num_points = num_points  #默认值为5000#两个列表存储随机漫步经过的每个点的x和y坐标# 所有随机漫步都始于(0, 0)self.x_values = [0]self.y_values = [0]#为做出随机决策，我们将所有可能的选择都存储在一个列表中，并在每次做决策时都使用choice()来决定使用哪种选择。# 接下来，我们将随机漫步包含的默认点数设置为5000，这大到足以生成有趣的模式，同时又足够小，可确保能够快速地模拟随机漫步。# 然后，我们创建了两个用于存储x和y值的列表，并让每次漫步都从点(0, 0)出发。#选择移动方向#利用fill_walk()来生成漫步包含的点，并决定每次漫步的方向def fill_walk(self):#随机漫步，自定义行进路径"""计算随机漫步包含的所有点"""# 不断漫步，直到列表达到指定的长度while len(self.x_values)<self.num_points:#决定前进方向以及沿这个方向前进的距离#x轴方向x_direction = choice([1, -1])#方向x_distance = choice([0, 1, 2, 3, 4])#距离x_step = x_direction * x_distance#前进or后退的距离#y轴方向y_direction = choice([1, -1])  #向右走为1 向左走为-1y_distance = choice([0, 1, 2, 3, 4])  #规范前进步数0-4步y_step = y_direction * y_distance# 拒绝原地踏步if x_step == 0 and y_step == 0:continue# 计算下一个点的x和y值 self.x_values[-1] #每次都取最后一个数next_x = self.x_values[-1] + x_stepnext_y = self.y_values[-1] + y_step#将移动的每个坐标都进行记录self.x_values.append(next_x)#添加进入x轴坐标位置self.y_values.append(next_y)#添加进入y轴坐标位置

（2）可视化呈现随机漫步结果
#绘制随机漫步图

# 创建一个RandomWalk实例，并将其包含的点都绘制出来
def show_RandomWalk():rw = RandomWalk(5000) #新建实例化 迭代5000次rw.fill_walk()#开始绘制漫步图（在绘图之前，所有点的行走都已完成）#采用颜色映射plt.scatter(rw.x_values,rw.y_values,c=rw.y_values,cmap=plt.cm.Greens,s=20)plt.show()

【项目拓展】：
模拟多次随机漫步
【逻辑思路】：利用状态变量，把所有的代码都放在一个while恒真循环中，通过break结束while循环，决定随机漫步是否继续进行。

def show_continue():#只要程序处于活动状态，就不断地模拟随机漫步   绘制散点图的随机漫步while True:#采用恒真循环# 创建一个RandomWalk实例，并将其包含的点都绘制出来rw = RandomWalk()#随机漫步确定落脚点rw.fill_walk()#开始画图# 设置绘图窗口的尺寸  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。plt.figure(dpi=128,figsize=(10, 6))#figsize参数 设置窗口大小  尺寸形式应为元组形式 （长，宽） 传递参数#dpi参数  设置图像分辨率#生成数字列表，其中包含的数字个数与漫步包含的点数相同。#以便后面使用它来设置每个漫步点的颜色，以显示绘制点的前后顺序。point_numbers = list(range(rw.num_points))#绘图  并显示绘制点的前后顺序plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values,c=point_numbers,cmap=plt.cm.Blues,s=15,edgecolor="none")#突出（标明）起点和终点 着重符plt.scatter(0, 0, c='green', edgecolors='none', s=100) #起点plt.scatter(rw.x_values[-1], rw.y_values[-1], c='red', edgecolors='none', s=100) #终点# 隐藏坐标轴#隐藏双侧坐标轴plt.axis('off')#隐藏单轴不可见# plt.gca().get_xaxis().set_visible(False) #x轴# plt.gca().get_yaxis().set_visible(False)#y轴# 设置每个坐标轴的取值范围  设置坐标轴范围# plt.axis([0, 1100, 0, 1100000])#显示plt.show()#询问是否继续行进keep_running = input("Make another walk? (y/n): ")if keep_running == 'n':#退出循环break

Python可视化——随机漫步相关推荐

Python模拟随机漫步
本文用Python模拟随机漫步行为. 1 使用内建的的random模块 import randomposition = 0 walk = [position] steps = 1000 for i i ...
Python量化交易基础讲堂-可视化随机漫步轨迹
在< Python实战-构建基于股票的量化交易系统 >小册子的<前置基础:由例程快速入门常用数据分析工具>小节我们用到了一副插图: 这里我们结合小册中Numpy.Matplot ...
【Python】随机漫步
欢迎来到博主 Apeiron 的博客,祝您旅程愉快 !时止则止,时行则行.动静不失其时,其道光明. 目录 1.缘起 2.创建 RandomWalk 类 3.随机选择方向 4.绘制随机漫步图 5.总结 ...
手把手讲解python在随机漫步理论的应用
随机漫步理论–python手把手讲解随机漫步理论是由Karl Pearson 于1905年提出的,它是一种变化形式,在运动过程中每一步都是随机,没有明确的方向.这个在自然界.物理学.生物学.化学和经 ...
【Matplotlib】【Python】如何使用matplotlib绘制绘制随机生成的点--随机漫步详解
目录 1.绘制随机漫步 2.模拟多次随机漫步 3.给点着色 4.重新绘制起点和终点 5.隐藏坐标轴随机漫步是指每次行走都完全是随机的,没有明确的方向,结果是由一系列随机决策决定的. 为模拟随机漫步, ...
Python中使用random随机函数与Matplotlib库绘制随机漫步图
Python中使用random随机函数与Matplotlib库绘制随机漫步图一.概述随机现象在我们的生活中并不少见,我们常见的一次抛硬币的正反面,股票的走势等等,都是随机事件.这些不确定性事件给我 ...
股票价格在随机漫步吗？用 Python 来告诉你
1. 什么是随机漫步在这个世界上存在的现象大体分为必然现象和随机现象两类.必然现象就像太阳每天必然从东边升起,西边落下那样,在相同条件下完全可以事先预测到它的结果.随机现象则不同,它在个别试验中会呈 ...
自回避随机行走问题 c语言,醉汉随机行走/随机漫步问题（Random Walk Randomized Algorithm Python）...
世界上有些问题看似是随机的(stochastic),没有规律可循,但很可能是人类还未发现和掌握这类事件的规律,所以说它们是随机发生的. 随机漫步(Random Walk)是一种解决随机问题的方法,它 ...
python基于随机森林模型的预测概率和标签信息可视化ROC曲线
python基于随机森林模型的预测概率和标签信息可视化ROC曲线目录 python基于随机森林模型的预测概率和标签信息可视化ROC曲线
蒙特卡罗仿真（2）：醉汉的随机漫步仿真示例（Python实现）
目录 1. 前言 2. 为什么要做蒙特卡罗仿真? 3. 第一个仿真程序 4. 仿真封装及批量仿真 5. 醉汉能回家吗? 1. 前言上一篇(蒙特卡罗仿真(1):入门求生指南(Python实例))通过几 ...

Python可视化——随机漫步

随机漫步

Python可视化——随机漫步相关推荐

最新文章

热门文章