1、随机漫步
随机漫步：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。可以认为是：蚂蚁在晕头转向的情况下，每次都沿随机的方向前行所经过的路径。
1.1 创建RandomWalk()类
from random import choice #每次做决策时都使用choice()来决定使用哪种选择
class RandomWalk():
'''一个生成随机漫步数据的类'''
def __init__(self,num_points=5000): #设置默认点数为5000
self.num_points=num_points
#所有随机漫步都始于（0，0）
self.x_values=[0]
self.y_values=[0]
1.2 选择方向
def fill_walk(self):
'''计算随机漫步包含的所有店'''
#不断漫步，直到列表达到指定的长度
while len(self.x_values)<self.num_points: #模拟四种漫步决定：向左还是向右走？沿指定的方向走多远？向上还是向下走？沿选定的方向走多远？
#决定前进方向以及沿这个方向前进的距离
x_values=choice([1,-1]) #要么向右走1，要么向左走的-1
x_distance=choice([0,1,2,3,4]) #随机地选择一个0~4之间的整数，沿指定方向走多远
x_step=x_direction*x_distance #移动方向乘以移动距离，以确定沿x和y轴移动的距离。x_step为正，将向右移动，为负向左，为零将垂直移动
y_direction=choice([1,-11])
y_distance=choice([0,1,2,3,4])
y_step=y_direction*y_distance #y_step为正向上，为负向下，为零水平移动。
#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
next_x=self.x_values[-1]+x_step
next_y=self.y_values[-1]+y_step
self.x_values.append(next_x)
self.y_values.append(next_y)
1.3 绘制随机漫步图
import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import Random_walk
#创建一个RandomWalk实例，并将其包含的点都绘制出来
rw=Random_walk()
rw.fill_walk()
plt.scatter(rw.x_values,rw.y_values,s=15)
plt.show()
输出：
image.png
1.4 模拟多次随机漫步
import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk
#只要程序处于活动状态，就不断地模拟随机漫步
while True:
#创建一个RandomWalk实例，并将其包含的点都绘制出来
rw=RandomWalk()
rw.fill_walk()
plt.scatter(rw.x_values,rw.y_values,s=15)
plt.show()
keeping_running=input("Make another walk?(y/n): ")
if keeping_running=='n':
break
1.5 给点着色
import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk
#只要程序处于活动状态，就不断地模拟随机漫步
while True:
#创建一个RandomWalk实例，并将其包含的点都绘制出来
rw=RandomWalk()
rw.fill_walk()
point_number=list(range(rw.num_points)) #，随机生成一个数字列表，包含各点的先后顺序
plt.scatter(rw.x_values,rw.y_values,c=point_number,cmap=plt.cm.Blues,edgecolor='none',s=15) #根据漫步中各点的先后顺序进行着色
plt.show()
keeping_running=input("Make another walk?(y/n): ")
if keeping_running=='n':
break
输出：
image.png
1.6 重新绘制起点和终点
import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk
#只要程序处于活动状态，就不断地模拟随机漫步
while True:
#创建一个RandomWalk实例，并将其包含的点都绘制出来
rw=RandomWalk()
rw.fill_walk()
point_number=list(range(rw.num_points)) #，随机生成一个数字列表，包含各点的先后顺序
plt.scatter(rw.x_values,rw.y_values,c=point_number,cmap=plt.cm.Blues,edgecolor='none',s=15) #根据漫步中各点的先后顺序进行着色
#突出起点和终点
plt.scatter(0,0,c='green',edgecolor='none',s=100)
plt.scatter(rw.x_values[-1],rw.y_values[-1],c='red',edgecolors='none',s=100)
plt.show()
keeping_running=input("Make another walk?(y/n): ")
if keeping_running=='n':
break
输出：
image.png
1.7 隐藏坐标轴
import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk
#只要程序处于活动状态，就不断地模拟随机漫步
while True:
#创建一个RandomWalk实例，并将其包含的点都绘制出来
rw=RandomWalk()
rw.fill_walk()
point_number=list(range(rw.num_points)) #，随机生成一个数字列表，包含各点的先后顺序
plt.scatter(rw.x_values,rw.y_values,c=point_number,cmap=plt.cm.Blues,edgecolor='none',s=15) #根据漫步中各点的先后顺序进行着色
#突出起点和终点
plt.scatter(0,0,c='green',edgecolor='none',s=100)
plt.scatter(rw.x_values[-1],rw.y_values[-1],c='red',edgecolors='none',s=100)
#隐藏坐标轴
plt.axes().get_xaxis().set_visible(False)
plt.axes().get_yaxis().set_visible(False)
plt.show()
keeping_running=input("Make another walk?(y/n): ")
if keeping_running=='n':
break
输出：
image.png
1.8 增加点数
import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk
#只要程序处于活动状态，就不断地模拟随机漫步
while True:
#创建一个RandomWalk实例，并将其包含的点都绘制出来
rw=RandomWalk(50000)
rw.fill_walk()
#绘制点并将图形显示出来
point_number=list(range(rw.num_points)) #，随机生成一个数字列表，包含各点的先后顺序
plt.scatter(rw.x_values,rw.y_values,c=point_number,cmap=plt.cm.Blues,edgecolor='none',s=1) #根据漫步中各点的先后顺序进行着色
#突出起点和终点
plt.scatter(0,0,c='green',edgecolor='none',s=100)
plt.scatter(rw.x_values[-1],rw.y_values[-1],c='red',edgecolors='none',s=100)
#隐藏坐标轴
plt.axes().get_xaxis().set_visible(False)
plt.axes().get_yaxis().set_visible(False)
plt.show()
keeping_running=input("Make another walk?(y/n): ")
if keeping_running=='n':
break
输出：
image.png
1.9 调整尺寸以适应屏幕
#设置绘图窗口的尺寸
plt.figure(figsize=(10,6)) #figure()用于指定图表的宽度、高度、分辨率和背景色。需要给figsize指定一个元组，指出绘图窗口的尺寸
输出：
image.png
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