From aaf67a7adaa28c9a6969e169f6544357ed2f8ec8 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: saber Date: Wed, 23 Oct 2024 20:15:21 +0800 Subject: [PATCH] add third lecture --- ...on\345\270\270\347\224\250\345\272\223.md" | 216 ++++++++++++++++++ 1 file changed, 216 insertions(+) create mode 100644 "blogs/\351\200\232\350\257\206\350\257\276/python\345\270\270\347\224\250\345\272\223.md" diff --git "a/blogs/\351\200\232\350\257\206\350\257\276/python\345\270\270\347\224\250\345\272\223.md" "b/blogs/\351\200\232\350\257\206\350\257\276/python\345\270\270\347\224\250\345\272\223.md" new file mode 100644 index 00000000..86642fa2 --- /dev/null +++ "b/blogs/\351\200\232\350\257\206\350\257\276/python\345\270\270\347\224\250\345\272\223.md" @@ -0,0 +1,216 @@ +# python常用库 + +在import导入库之前，需要在cmd命令行执行：conda activate name_of_environment，切换到目标conda 环境中执行：pip install 库名称 + +库函数的使用方法是（假设库的名称是name）name.函数名(a1, a2, a3) +a1,a2,a3是函数传入的参数，python的库函数传参逻辑是库函数会定义很多的参数方法，其中大部分参数可以默认（不用在代码里面指定），只有关键的参数才会需要我们输入 + +> 尝试搜索`matplotlib.pyplot`这个库的库函数之一：plot(x, y) +下面是这个库的官方网站 +https://matplotlib.org/stable/api/_as_gen/matplotlib.pyplot.plot.html +下面是中文简单版教程 +https://www.runoob.com/matplotlib/matplotlib-pyplot.html +> + +> 画单条线：plot([x], y, [fmt], *, data=None, **kwargs) +画多条线：plot([x], y, [fmt], [x2], y2, [fmt2], ..., **kwargs) +> + +![image.png](https://raw.githubusercontent.com/Emisaber/pic_obsidian/main/image.png) + +### math库和turtle库 + +```python +import math +from turtle import * + +def hearta(k): + return 15 * math.sin(k) ** 3 +def heartb(k): + return 12 * math.cos(k) - 5 * \ + math.cos(2 * k) - 2 * \ + math.cos(4 * k) + +speed(10) +bgcolor("white") +for i in range(100000): + goto(hearta(i) * 20, heartb(i) * 20) + for j in range(5): + color("#f73487") + pensize(5) + goto(0, 0) +``` + +`import math`：导入Python的math库，用于数学计算 + +`from turtle import *`：从turtle库中导入所有函数和变量 + +- `def hearta(k):`：定义一个函数`hearta`，用于计算爱心的x坐标 + + `return 15 * math.sin(k) ** 3`：返回x坐标，使用正弦函数和k的立方 + +- `def heartb(k):`：定义一个函数`heartb`，用于计算爱心的y坐标 + + `return 12 * math.cos(k) - 5 * math.cos(2 * k) - 2 * math.cos(4 * k)`：返回y坐标，使用余弦函数和k的倍数。 + +- `bgcolor("black")`：设置turtle的背景颜色为黑色 +- `for i in range(100000):`：开始一个循环，循环100000次 + - `goto(hearta(i) * 20, heartb(i) * 20)`：移动turtle到计算出的坐标位置。 + - `for j in range(5):`：开始一个内循环，循环5次 + + `color("#f73487")`：设置turtle的颜色为红色 + + - `goto(0, 0)`：移动turtle回到原点 + +试一下：把pensize改成50、把speed变成30…… + +著名的樱花树 + +```python +from turtle import * +from random import * +from math import * +class Tree: + def __init__(self): + setup(1000, 700) + bgcolor(1, 1, 1) # 背景色 + # ht() # 隐藏turtle + speed(10) # 速度 1-10渐进，0 最快 + # tracer(1, 100) # 设置绘图屏幕刷新频率，参数1设置在正常刷新频次的第参数1次刷新，参数2设置每次刷新的时延 + tracer(0, 0) + pu() # 抬笔 + backward(100) + # 保证笔触箭头方向始终不向下，此处使其左转90度，而不是右转 + left(90) # 左转90度 + backward(300) # 后退300 + def tree(self, n, l): + pd() # 下笔 + # 阴影效果 + t = cos(radians(heading() + 45)) / 8 + 0.25 + pencolor(t, t, t) + pensize(n / 1.2) + forward(l) # 画树枝 + if n > 0: + b = random() * 15 + 10 # 右分支偏转角度 + c = random() * 15 + 10 # 左分支偏转角度 + d = l * (random() * 0.25 + 0.7) # 下一个分支的长度 + # 右转一定角度,画右分支 + right(b) + self.tree(n - 1, d) + # 左转一定角度，画左分支 + left(b + c) + self.tree(n - 1, d) + # 转回来 + right(c) + else: + # 画叶子 + right(90) + n = cos(radians(heading() - 45)) / 4 + 0.5 + pencolor(n, n * 0.8, n * 0.8) + fillcolor(n, n * 0.8, n * 0.8) + begin_fill() + circle(3) + left(90) + end_fill() + # 添加0.3倍的飘落叶子 + if random() > 0.7: + pu() + # 飘落 + t = heading() + an = -40 + random() * 40 + setheading(an) + dis = int(800 * random() * 0.5 + 400 * random() * 0.3 + 200 * random() * 0.2) + forward(dis) + setheading(t) + # 画叶子 + pd() + right(90) + n = cos(radians(heading() - 45)) / 4 + 0.5 + pencolor(n * 0.5 + 0.5, 0.4 + n * 0.4, 0.4 + n * 0.4) + fillcolor(n, n * 0.8, n * 0.8) + begin_fill() + circle(2) + left(90) + end_fill() + pu() + # 返回 + t = heading() + setheading(an) + backward(dis) + setheading(t) + # pass + pu() + backward(l) # 退回 +def main(): + tree = Tree() + tree.tree(12, 100) # 递归7层 + done() +if __name__ == '__main__': + main() +``` + +### matplotlib库 + +```python +import numpy as np +import matplotlib.pyplot as plt + +x = np.array([1, 2, 3, 4]) +y = np.array([1, 4, 9, 16]) + +plt.title("RUNOOB grid() Test") +plt.xlabel("x - label") +plt.ylabel("y - label") +plt.plot(x, y) +plt.grid() # 生成网格 +plt.show() +``` + +[Matplotlib 网格线 | 菜鸟教程 (runoob.com)](https://www.runoob.com/matplotlib/matplotlib-grid.html) + +```python +import random +import matplotlib.pyplot as plt + +# 设置随机点的数量 +num_points = 10000 + +points_inside_circle = 0 +points_total = 0 +x_list, y_list, colors = [], [], [] + +# 生成随机点并检查是否在圆内 +for _ in range(num_points): + x = random.uniform(-1, 1) + y = random.uniform(-1, 1) + if x**2 + y**2 <= 1: + points_inside_circle += 1 + colors.append('g') # 圆内点为绿色 + else: + colors.append('b') # 圆外点为蓝色 + points_total += 1 + x_list.append(x) + y_list.append(y) + +# 计算π的估计值 +pi_estimate = 4 * points_inside_circle / points_total +print(f"估计的π值: {pi_estimate}") + +# 绘图 +plt.figure(figsize=(5, 5)) +plt.xlim(-1, 1) +plt.ylim(-1, 1) +plt.scatter(x_list, y_list, s=8, c=colors, marker='o') +circle = plt.Circle((0, 0), 1, color='r', fill=False) +plt.gca().add_artist(circle) +plt.title("蒙特卡洛方法估算π") +plt.show() +``` + +1. 首先，导入`random`和`matplotlib.pyplot`库。`random`库用于生成随机数，`matplotlib.pyplot`库用于绘制图形。 +2. 定义变量`num_points`，表示要生成的随机点的数量，这里设置为10000。 +3. 初始化变量`points_inside_circle`和`points_total`，分别用于记录落在圆内的点和总点数。初始化变量`x_list`和`y_list`，用于记录每个点的x和y坐标。初始化变量`colors`，用于记录每个点的颜色。 +4. 使用一个循环生成10000个随机点，每个点的x和y坐标都在-1到1之间。如果点的x和y坐标的平方和小于等于1，说明点在圆内，将`points_inside_circle`加1，并将颜色设置为绿色；否则，将颜色设置为蓝色。将点的x和y坐标分别添加到`x_list`和`y_list`中，并将点的颜色添加到`colors`中。 +5. 计算估计的圆的面积，公式为`pi = 4 * points_inside_circle / points_total`。 +6. 使用`matplotlib.pyplot`库绘制图形。首先，设置图形的大小为5x5。然后，设置x轴和y轴的范围为-1到1。接着，使用`scatter`函数绘制散点图，其中`x_list`和`y_list`是点的x和y坐标，`s=8`表示点的大小为8，`c=colors`表示点的颜色，`marker='o'`表示点的形状为圆形。然后，使用`Circle`函数创建一个半径为1的圆，颜色为红色，不填充。最后，使用`add_artist`函数将圆添加到图形中。 +7. 使用`show`函数显示图形 \ No newline at end of file