隨機(jī)漫步：每次行走都是完全隨機(jī)的，沒(méi)有明確的方向然眼，結(jié)果由一系列隨機(jī)決策決定艾船。
創(chuàng)建RandomWalk()類(lèi)
創(chuàng)建一個(gè)名為RandomWalk的類(lèi)，它隨機(jī)地選擇前進(jìn)方向高每。這個(gè)類(lèi)需要三個(gè)屬性屿岂，一個(gè)存儲(chǔ)隨機(jī)漫步次數(shù)，其他兩個(gè)是列表鲸匿，分別存儲(chǔ)隨機(jī)漫步經(jīng)過(guò)的每個(gè)點(diǎn)的x和y坐標(biāo)爷怀。同時(shí)，RandomWalk類(lèi)包含兩個(gè)方法：init()和fill_walk()带欢，后者用于計(jì)算隨機(jī)漫步經(jīng)過(guò)的所有點(diǎn)运授。
from random import choice
class RandomWalk():
"""一個(gè)生成隨機(jī)漫步數(shù)據(jù)的類(lèi)"""
def __init__(self, num_points=5000):
"""初始化隨機(jī)漫步的屬性"""
self.num_points = num_points
# 所有隨機(jī)漫步都始于(0,0)
self.x_values = [0]
self.y_values = [0]
選擇方向
使用fill_walk()來(lái)生成漫步包含的點(diǎn)烤惊，并決定每次漫步的方向。
def fill_walk(self):
"""計(jì)算隨機(jī)漫步包含的所有點(diǎn)"""
# 不斷漫步吁朦，直到列表達(dá)到指定的長(zhǎng)度
while len(self.x_values) < self.num_points:
# 決定前進(jìn)方向以及沿這個(gè)方向前進(jìn)的距離
x_direction = choice([1, -1])
x_distance = choice([0, 1, 2, 3, 4])
x_step = x_direction * x_distance
y_direction = choice([1, -1])
y_distance = choice([0, 1, 2, 3, 4])
y_step = y_direction * y_distance
# 拒絕原地踏步
if x_step == 0 and y_step == 0:
continue
# 計(jì)算下一個(gè)點(diǎn)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)
使用choice([1,-1])給x_direction選擇一個(gè)值柒室，結(jié)果要么是表示向右走的1，要么是表示向左走的-1逗宜。接下來(lái)雄右，choice([0, 1, 2, 3, 4])隨機(jī)地選擇一個(gè)0~4之間的整數(shù)，告訴Python沿指定的方向走多遠(yuǎn)（x_distance）纺讲。為獲取漫步中下一個(gè)點(diǎn)的x值擂仍，將x_step與x_values中的最后一個(gè)值相加，對(duì)y值也做相同的處理熬甚。獲得下一個(gè)點(diǎn)的x值和y值后逢渔，將它們分別附加到列表x_values和y_values的末尾。
繪制隨機(jī)漫步圖
新建一個(gè).py文件乡括，繪制隨機(jī)漫步的所有點(diǎn)：
import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk
# 創(chuàng)建一個(gè)RandomWalk實(shí)例肃廓，并將其包含的點(diǎn)都繪制出來(lái)
rw = RandomWalk()
rw.fill_walk()
plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, s=15)
plt.show()
這里導(dǎo)入的RandomWalk類(lèi)是前述兩段代碼的總和，它們應(yīng)該保存在另一個(gè).py文件中粟判，且與當(dāng)前的程序文件同目錄亿昏。
模擬多次隨機(jī)漫步
添加一個(gè)while循環(huán)，在matplotlib查看器中顯示結(jié)果档礁，再在不關(guān)閉查看器的情況下暫停角钩。如果關(guān)閉查看器，程序?qū)⒃?xún)問(wèn)是否要再模擬一次隨機(jī)漫步呻澜。如果輸入y递礼，可模擬多次隨機(jī)漫步；要結(jié)束程序羹幸，請(qǐng)輸入n
import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk
while True:
# 創(chuàng)建一個(gè)RandomWalk實(shí)例脊髓，并將其包含的點(diǎn)都繪制出來(lái)
rw = RandomWalk()
rw.fill_walk()
plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, s=15)
plt.show()
keep_running = input("Make another walk? (y/n): ")
if keep_running == 'n':
break
給點(diǎn)著色
使用顏色映射來(lái)指出漫步中各點(diǎn)的先后順序，并刪除每個(gè)點(diǎn)的黑色輪廓栅受。為此将硝，在調(diào)用scatter()時(shí)傳遞參數(shù)c，并將其設(shè)置為一個(gè)列表屏镊，其中包含各點(diǎn)的先后順序依疼，最終的隨機(jī)漫步圖從淺藍(lán)色漸變?yōu)樯钏{(lán)色，代碼如下：
--snip--
while True:
# 創(chuàng)建一個(gè)RandomWalk實(shí)例而芥，并將其包含的點(diǎn)都繪制出來(lái)
rw = RandomWalk()
rw.fill_walk()
point_numbers = list(range(rw.num_points))
plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, c=point_numbers, cmap='Blues', edgecolor='none', s=15)
plt.show()
keep_running = input("Make another walk? (y/n): ")
--snip--
重新繪制起點(diǎn)和終點(diǎn)律罢，并隱藏坐標(biāo)軸
繪制隨機(jī)漫步圖后重新繪制起點(diǎn)和終點(diǎn)，讓起點(diǎn)和終點(diǎn)變得更大棍丐，并顯示為不同的顏色误辑，以突出它們沧踏。使用函數(shù)plt.axes()將每條坐標(biāo)軸的可見(jiàn)性都設(shè)置為False。
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while True:
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plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, c=point_numbers, cmap='Blues', edgecolor ='none', s=15)
# 突出起點(diǎn)和終點(diǎn)
plt.scatter(0, 0, c='green', edgecolors='none', s=100)
plt.scatter(rw.x_values[-1], rw.y_values[-1], c ='red', edgecolors='none', s=100)
# 隱藏坐標(biāo)軸
plt.axes().get_xaxis().set_visible(False)
plt.axes().get_yaxis().set_visible(False)
plt.show()
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調(diào)整尺寸以適合屏幕
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while True:
# 創(chuàng)建一個(gè)RandomWalk實(shí)例巾钉，并將其包含的點(diǎn)都繪制出來(lái)
rw = RandomWalk()
rw.fill_walk()
# 設(shè)置繪圖窗口的尺寸
plt.figure(figsize=(10, 6))
--snip--
函數(shù)figure()用于指定圖表的寬度翘狱、高度、分辨率和背景色睛琳，需要給形參figsize指定一個(gè)元組盒蟆，向matplotlib指出繪圖窗口的尺寸，單位為英寸师骗。Python假定屏幕分辨率為80像素/英寸，如果你知道自己系統(tǒng)的分辨率讨惩，可使用形參dpi向figure()傳遞該分辨率辟癌，以有效地利用可用的屏幕空間：
plt.figure(dpi=128, figsize=(10, 6))
