在Python中绘制海威龙时的空白区域

Question

所以我一直在做一些来自成熟考试的练习，其中一个是画一条海威龙。

程序应该集中在两对变量上：

x‘= -0,4*x - 1

y‘= -0,4*y + 0,1

和

x‘= 0,76*x -0,4*y

y‘= 0,4*x + 0,76*y

在x= 1和y=1开始时，使用上面所示的随机取对公式(50/50机会)计算一个新的x和y，并在图表上标记点(x，y)。每件事都重复5000次。

所以我尝试使用python，但问题是，当我最终画了一条龙，在图表上，我可以看到它不是一个不变的绘图，但它有空白的区域，如下图所示。还是我犯了什么错？有什么办法让它看起来像正确的吗？

我的图表

正确的比较

我的代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import random


x = 1
y = 1
sumx = 0
sumy = 0
max_x = 0
max_y = 0

for i in range(5000):

    rand = random.randint(0, 1)
    if rand == 0:
        x = (-0.4 * x) - 1
        y = (-0.4 * y) + 0.1
    else:
        x = (0.76 * x) - (0.4 * y)
        y = (0.4 * x) + (0.76 * y)
    if i >= 100:
        sumx += x
        sumy += y
        plt.plot(x, y, c='black', marker='P', markersize=6)

        if x > max_x:
            max_x = x
        if y > max_y:
            max_y = y

plt.show()
avg_x = sumx / 5000
avg_y = sumy / 5000
print(round(avg_x, 1), round(avg_y, 1))
print('maximum x: ' + str(max_x) + ', maximum y: ' + str(max_y))

Answer 1

如果坐标x'和y'确实是按照上面所写的方式计算的，那么您的代码就可以了(尽管我不知道为什么您只在迭代100次之后才开始绘图)。

然而，，调用pyplot的绘图函数在计算上是很昂贵的，因此我建议如下：

• 计算所有x和y值并将它们存储在列表中
• 在for循环之外调用plt.scatter一次

这样，代码的执行时间就大大提高了。我已经在下面的代码中这样做了，并且删除了i >= 100的条件。我还改变了生成随机数的方式，以查看这是否有效果，但它仍然产生了与原始代码非常相似的输出(参见下面的图像)。

import matplotlib.pyplot as plt
import random
import sys

x = 1
y = 1
sumx = 0
sumy = 0
max_x = 0
max_y = 0

x_values = []
y_values = []

for i in range(5000):
    rand = random.uniform(0,1)
    if rand <= 0.5:
        x = ((-0.4 * x) - 1)
        y = ((-0.4 * y) + 0.1)
        x_values.append(x)
        y_values.append(y)
    else:
        x = ((0.76 * x) - (0.4 * y))
        y = ((0.4 * x) + (0.76 * y))
        x_values.append(x)
        y_values.append(y)
    sumx += x
    sumy += y

    if x > max_x:
        max_x = x
    if y > max_y:
        max_y = y

plt.scatter(x_values, y_values, c='black', marker='P')
plt.ylim([-1, 0.4])
plt.xlim([-1.5, 0.5])
plt.show()

avg_x = sumx / 5000
avg_y = sumy / 5000
print(round(avg_x, 1), round(avg_y, 1))
print('maximum x: ' + str(max_x) + ', maximum y: ' + str(max_y))

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