来源：《Python编程：从入门到实践》

文章目录

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- 1.1 安装Pygal
- 1.2 Pygal画廊
- 1.3 创建Die类
- 1.4 掷骰子
- 1.5 分析结果
- 1.6 绘制直方图
- 1.7 同时掷两个骰子
- 1.8 同时掷两个面数不同的骰子
2 练习

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这部分，将使用Python可视化包Pygal来生成可缩放的矢量图形文件
在这个项目中，将对掷骰子的结果进行分析。掷6面的常规骰子时，出现1~6点的可能性相同。然后，如果同时掷两个骰子，某些点数出现的可能性将比其他点数大。为确定哪些点数出现的可能性最大，我们将生成一个表示掷骰子结果的数据集，并根据结果绘制出一个图形
在数学领域，常利用掷骰子来解释各种数据分析，但它在赌场和其他博弈场景中也得到了实践应用，在游戏《大富翁》以及众多角色扮演游戏中亦如此

1.1 安装Pygal

使用pip安装Pygal
Linux和OS X系统，命令类似于：

pip install --user pygal==1.7

Windows系统：

python -m pip install --user pygal==1.7

1.2 Pygal画廊

想了解Pygal可创建什么样的图表，请查看图表类型画廊：http://www.pygal.org，Document ->> Chart types
每个实例都包含源代码

1.3 创建Die类

下面的类模拟掷一个骰子

die.py

from random import randintclass Die():"""表示一个骰子的类"""def __init__(self, num_sides=6):"""骰子默认为6面"""self.num_sides = num_sidesdef roll(self):"""返回一个位于1和骰子面数之间的随机值"""return randint(1, self.num_sides)

创建Die实例时，如果没有指定任何实参，面数默认为6
方法roll()使用函数randint()来返回一个1~面数的随机值

1.4 掷骰子

创建图表前，先来掷D6骰子，打印结果看是否合理

die_visual.py

from die import Die# 创建一个D6
die = Die()# 掷几次骰子，并将结果存储在一个列表中
results = []
for roll_num in range(100):result = die.roll()results.append(result)print(results)

掷100次的结果存储到results列表：

1.5 分析结果

分析掷D6骰子的结果，计算每个点数出现的次数

die_visual.py

--snip--
# 掷几次骰子，并将结果存储在一个列表中
results = []
for roll_num in range(1000):result = die.roll()results.append(result)# 分析结果
frequencies = []
for value in range(1, die.num_sides+1):frequency = results.count(value)frequencies.append(frequency)print(frequencies)

输出可以看到，没有任何点数出现的频率比其他点数高很多

1.6 绘制直方图

直方图是一种条形图，指出了各种结果出现的频率

die_visual.py

import pygal
--snip--# 对结果进行可视化
hist = pygal.Bar()hist.title = "Results of rolling one D6 1000 times."
hist.x_labels = ['1', '2', '3', '4', '5', '6']
hist.x_title = "Result"
hist.y_title = "Frequency of Result"hist.add('D6', frequencies)
hist.render_to_file('die_visual.svg')

创建条形图——创建了一个pygal.Bar()实例，并将其存储在hist中
将这个图表渲染为一个SVG文件，扩展名必须为.svg
要查看生成的直方图，最简单的方式是使用Web浏览器
为此，在任何Web浏览器中新建一个标签页，再在其中打开文件die_visual.svg
注意： Pygal让这个图表具有交互性：如果将鼠标指向该图表中的任何条形，将看到与之相关联的数据

1.7 同时掷两个骰子

掷两个骰子时，得到的点数更多，结果分布也不同

dice_visual.py

import pygal
from die import Die# 创建两个D6骰子
die_1 = Die()
die_2 = Die()# 掷几次骰子，并将结果存储在一个列表中
results = []
for roll_num in range(1000):result = die_1.roll() + die_2.roll()results.append(result)# 分析结果
frequencies = []
max_result = die_1.num_sides + die_2.num_sides
for value in range(2, max_result+1):frequency = results.count(value)frequencies.append(frequency)# 对结果进行可视化
hist = pygal.Bar()hist.title = "Results of rolling two D6 dice 1000 times."
hist.x_labels = ['2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '10', '11', '12']
hist.x_title = "Result"
hist.y_title = "Frequency of Result"hist.add('D6 + D6', frequencies)
hist.render_to_file('die_visual.svg')

1.8 同时掷两个面数不同的骰子

掷一个6面和一个10面的，同时掷50000次

different_dice.py

import pygal
from die import Die# 创建一个D6 & 一个D10
die_1 = Die()
die_2 = Die(10)# 掷几次骰子，并将结果存储在一个列表中
results = []
for roll_num in range(50000):result = die_1.roll() + die_2.roll()results.append(result)# 分析结果
frequencies = []
max_result = die_1.num_sides + die_2.num_sides
for value in range(2, max_result+1):frequency = results.count(value)frequencies.append(frequency)# 对结果进行可视化
hist = pygal.Bar()hist.title = "Results of rolling a D6 and a D10 50,000 times."
hist.x_labels = ['2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '10', '11', '12','13', '14', '15', '16']
hist.x_title = "Result"
hist.y_title = "Frequency of Result"hist.add('D6 + D10', frequencies)
hist.render_to_file('die_visual.svg')

通过使用Pygal来模拟掷骰子的结果，能够非常自由地探索这种现象

2 练习

自动生成标签： 请修改die_visual.py和dice_visual.py，将用来设置hist.x_labels值的列表替换为一个自动生成这种列表的循环。如果你熟悉列表解析，可尝试将die_visua.py和dice_visual.py中的其他for循环也替换为列表解析

Solution：

die_visual.py

import pygal
from die import Die# 创建一个D6
die = Die()# 掷几次骰子，并将结果存储在一个列表中
results = [die.roll() for roll_num in range(1000)]# 分析结果
frequencies = [results.count(value) for value in range(1, die.num_sides+1)]# 对结果进行可视化
hist = pygal.Bar()hist.title = "Results of rolling one D6 1000 times."
hist.x_labels = [str(x) for x in range(1, die.num_sides+1)]
hist.x_title = "Result"
hist.y_title = "Frequency of Result"hist.add('D6', frequencies)
hist.render_to_file('die_visual.svg')

dice_visual.py

import pygal
from die import Die# 创建两个D6骰子
die_1 = Die()
die_2 = Die()# 掷几次骰子，并将结果存储在一个列表中
results = [die_1.roll() + die_2.roll() for roll_num in range(1000)]# 分析结果
max_result = die_1.num_sides + die_2.num_sides
frequencies = [results.count(value) for value in range(2, max_result+1)]# 对结果进行可视化
hist = pygal.Bar()hist.title = "Results of rolling two D6 dice 1000 times."
hist.x_labels = [str(x) for x in range(2, max_result+1)]
hist.x_title = "Result"
hist.y_title = "Frequency of Result"hist.add('D6 + D6', frequencies)
hist.render_to_file('die_visual.svg')

两个D8骰子： 请模拟同时掷两个8面骰子1000次的结果。逐渐增加掷骰子的次数，直到系统不堪重负为止

Solution：

import pygal
from die import Die# 创建两个D8骰子
die_1 = Die(8)
die_2 = Die(8)# 掷几次骰子，并将结果存储在一个列表中
results = [die_1.roll() + die_2.roll() for roll_num in range(50000)]# 分析结果
max_result = die_1.num_sides + die_2.num_sides
frequencies = [results.count(value) for value in range(2, max_result+1)]# 对结果进行可视化
hist = pygal.Bar()hist.title = "Results of rolling two D8 dice 50,000 times."
hist.x_labels = [str(x) for x in range(2, max_result+1)]
hist.x_title = "Result"
hist.y_title = "Frequency of Result"hist.add('D8 + D8', frequencies)
hist.render_to_file('die_visual.svg')

Output：

同时掷三个骰子： 如果你同时掷三个D6骰子，可能得到的最小点数为3，而最大点数为18.请通过可视化展示同时掷三个D6骰子的结果

Solution：

import pygal
from die import Die# 创建三个D6骰子
die_1 = Die()
die_2 = Die()
die_3 = Die()# 掷几次骰子，并将结果存储在一个列表中
results = [die_1.roll() + die_2.roll() + die_3.roll() for roll_num in range(50000)]# 分析结果
max_result = die_1.num_sides + die_2.num_sides + die_3.num_sides
frequencies = [results.count(value) for value in range(3, max_result+1)]# 对结果进行可视化
hist = pygal.Bar()hist.title = "Results of rolling three D6 dice 50,000 times."
hist.x_labels = [str(x) for x in range(3, max_result+1)]
hist.x_title = "Result"
hist.y_title = "Frequency of Result"hist.add('D6 + D6 + D6', frequencies)
hist.render_to_file('die_visual.svg')

Output：

将点数相乘： 同时掷两个骰子时，通常将它们的点数相加。请通过可视化展示将两个骰子的点数相乘的结果

Solution：

import pygal
from die import Diedie_1 = Die()
die_2 = Die()results = [die_1.roll() * die_2.roll() for roll_num in range(50000)]# 分析结果
max_result = die_1.num_sides * die_2.num_sides
frequencies = [results.count(value) for value in range(1, max_result+1)]# 对结果进行可视化
hist = pygal.Bar()hist.title = "Results of rolling two D6 dice 50,000 times."
hist.x_labels = [str(x) for x in range(1, max_result+1)]
hist.x_title = "Result"
hist.y_title = "Frequency of Result"hist.add('D6 * D6', frequencies)
hist.render_to_file('die_visual.svg')

Output：

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Python:使用Pygal模拟掷骰子练习题

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1.1 安装Pygal

1.2 Pygal画廊

1.3 创建Die类

1.4 掷骰子

1.5 分析结果

1.6 绘制直方图

1.7 同时掷两个骰子

1.8 同时掷两个面数不同的骰子

2 练习

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