01曼德勃罗集合

曼德勃罗集合就是复平面上的点ccc，对于下面二次迭代方程收敛。

zn+1=zn2+cz_{n + 1} = z_n^2 + czn+1=zn2+c

#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
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# TEST1.PY                     -- by Dr. ZhuoQing 2020-06-10
#
# Note:
#============================================================from headm import *
import pylab as pl
from matplotlib             import cmdef iter_point(c):z = cfor i in range(1, 100):if abs(z) > 2: breakz = z*z+creturn idef draw_mandelbrot(cx, cy, d):x0, x1, y0, y1 = cx-d, cx+d, cy-d, cy+dy, x = ogrid[y0:y1:200j, x0:x1:200j]c = x + y*1jstart = time.process_time()mandelbrot = frompyfunc(iter_point, 1, 1)(c).astype(float)printf('Time=%f'%(time.process_time() - start))pl.imshow(mandelbrot, cmap=cm.jet, extent=[x0, x1, y0, y1])pl.gca().set_axis_off()x,y = 0.27322626, 0.595153338plt.subplot(231)
draw_mandelbrot(-0.5, 0, 1.5)for i in range(2, 7):pl.subplot(230+i)draw_mandelbrot(x, y, 0.2**(i - 1))pl.subplots_adjust(0.0, 0, 1, 1, 0.0, 0)
pl.show()#------------------------------------------------------------
#        END OF FILE : TEST1.PY
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02分形树叶

#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
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# TEST2.PY                     -- by Dr. ZhuoQing 2020-06-10
#
# Note:
#============================================================from headm import *import numpy as np
import matplotlib.pyplot as pl
import time# 蕨类植物叶子的迭代函数和其概率值
eq1 = np.array([[0,0,0],[0,0.16,0]])
p1 = 0.01eq2 = np.array([[0.2,-0.26,0],[0.23,0.22,1.6]])
p2 = 0.07eq3 = np.array([[-0.15, 0.28, 0],[0.26,0.24,0.44]])
p3 = 0.07eq4 = np.array([[0.85, 0.04, 0],[-0.04, 0.85, 1.6]])
p4 = 0.85def ifs(p, eq, init, n):"""进行函数迭代p: 每个函数的选择概率列表eq: 迭代函数列表init: 迭代初始点n: 迭代次数返回值： 每次迭代所得的X坐标数组， Y坐标数组， 计算所用的函数下标"""# 迭代向量的初始化pos = np.ones(3, dtype=np.float)pos[:2] = init# 通过函数概率，计算函数的选择序列p = np.add.accumulate(p)rands = np.random.rand(n)select = np.ones(n, dtype=np.int)*(n-1)for i, x in enumerate(p[::-1]):select[rands<x] = len(p)-i-1# 结果的初始化result = np.zeros((n,2), dtype=np.float)c = np.zeros(n, dtype=np.float)for i in range(n):eqidx = select[i] # 所选的函数下标tmp = np.dot(eq[eqidx], pos) # 进行迭代pos[:2] = tmp # 更新迭代向量# 保存结果result[i] = tmpc[i] = eqidxreturn result[:,0], result[:, 1], cstart = time.clock()
x, y, c = ifs([p1,p2,p3,p4],[eq1,eq2,eq3,eq4], [0,0], 100000)
time.clock() - start
pl.figure(figsize=(6,6))
pl.subplot(121)
pl.scatter(x, y, s=1, c="g", marker="s", linewidths=0)
pl.axis("equal")
pl.axis("off")
pl.subplot(122)
pl.scatter(x, y, s=1,c = c, marker="s", linewidths=0)
pl.axis("equal")
pl.axis("off")
pl.subplots_adjust(left=0,right=1,bottom=0,top=1,wspace=0,hspace=0)
pl.gcf().patch.set_facecolor("#D3D3D3")
pl.show()#------------------------------------------------------------
#        END OF FILE : TEST2.PY
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