Python中使用random隨機函數與Matplotlib庫繪製隨機漫步圖
一、概述
隨機現象在我們的生活中並不少見，我們常見的一次拋硬幣的正反面，股票的走勢等等，都是隨機事件。這些不確定性事件給我們帶來恐慌的同時也帶了希望，讓我們即使在很困難的情境下也仍然相信機會會降臨在我們身上。隨機漫步理論最初源於經濟學中，後來逐步溢出到其他的領域。在本文中，通過繪製隨機漫步圖直觀的查看隨機現象，也更進一步瞭解如何使用隨機函數以及繪圖功能。
二、代碼演示
from random import choice, randint
import matplotlib.pyplot as plt
class RandomWalk():
def __init__(self, walk_nums=100):
self.walk_nums = walk_nums # 移動的總次數
self.x_values = [0] # x軸方向軌跡座標列表
self.y_values = [0] # y軸方向軌跡座標列表
def move(self):
while len(self.x_values) < self.walk_nums: # 直到軌跡座標等於設置的移動次數爲止
x_direction = choice([-1, 1]) # x軸運動的方向，從-1,1中隨機選擇一個值
x_distance = randint(0, 10) # x軸運動的距離
x_step = x_direction * x_distance
y_direction = choice([-1, 1]) # y軸運動的方向
y_distance = randint(0, 10) # y軸運動的距離
y_step = y_direction * y_distance
if x_step == 0 and y_step == 0:
continue # 略去座標原點的值
self.x_values.append(self.x_values[-1] + x_step) # 將生成的點添加到座標列表彙總
self.y_values.append(self.y_values[-1] + y_step)
# 開始繪製圖像
randomwalk = RandomWalk(10000)
randomwalk.move()
point_numbers = range(randomwalk.walk_nums) # 繪圖的時候用到這個參數，代表各個點的顏色都不盡相同，配合 cmap 參數使用。
plt.scatter(randomwalk.x_values, randomwalk.y_values, c=point_numbers, cmap=plt.cm.Blues, edgecolors='none',
s=15) # c 點的顏色個數，cmap 顏色值映射
# 起點和終點高亮
plt.scatter(randomwalk.x_values[0], randomwalk.y_values[0], c='red', s=100) # c代表顏色，s代表大小。
plt.scatter(randomwalk.x_values[-1], randomwalk.y_values[-1], c='red', s=100)
# 隱藏x、y軸
plt.axes().get_xaxis().set_visible(True)
plt.axes().get_yaxis().set_visible(True)
# 顯示運動軌跡圖
plt.show()
