[人工智能]Python模拟随机漫步，散点图绘制

为了模拟随机漫步，创建一个名为Randomwalk 的类，它随机的选择方向。这个类有三个属性：一个是存储随机漫步次数的变量，其它两个是列表，分别存储随机漫步经过每个点的x坐标和y坐标。

random_walk.py

from random import choice


class RandomWalk:
    """一个生成随机漫步数据的类"""

    def __init__(self, num_points=5000):
        """初始化随机漫步的属性"""
        self.num_points = num_points

        # 所有随机漫步都始于（0,0）
        self.x_value = [0]  # 创建两个用于存储x和y值的列表
        self.y_value = [0]

    def fill_walk(self):
        """计算随机漫步包含的所有点"""

        # 不断漫步，直到列表达到指定的长度
        while len(self.x_value) < self.num_points:

            # 决定前进方法以及沿这个前进的距离
            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

            # 拒绝原地踏步
            if x_step == 0 and y_step == 0:
                continue

            # 计算下一个点的x值和y值
            x = self.x_value[-1] + x_step
            y = self.y_value[-1] + y_step

            self.x_value.append(x)
            self.y_value.append(y)

rw_visual.py

import matplotlib.pyplot as plt

from random_walk import RandomWalk

# 创建一个RandomWalk实例
rw = RandomWalk(50_000)
rw.fill_walk()
# 将所有的点绘制出来
# fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 9))  # 指定绘制窗口尺寸
fig, ax = plt.subplots()
point_numbers = range(rw.num_points)  # 生成一个列表，
ax.scatter(rw.x_value, rw.y_value, c=point_numbers, cmap=plt.cm.Blues, edgecolors='none', s=1)

# 突出起点和终点
ax.scatter(0, 0, c='green', edgecolors='none', s=100)
ax.scatter(rw.x_value[-1], rw.y_value[-1], c='red', edgecolors='none', s=100)

plt.show()

# 隐藏坐标轴
ax.get_xaxis().set_visible(False)
ax.get_yaxis().set_visible(False)

将上述两个py文件置于一个文件夹下，某次运行结果如下：

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