【1】引言
前序教程中的曲线动态输出,其实是把曲线按照左右移动的形式输出(波的传递形式)。
python画图|曲线动态输出基础教程_python 动态曲线-CSDN博客
但有些时候我们更期待的是曲线不移动,随着自变量的增加而输出因变量,因此这是两种曲线输出教程。
基于上述区别说明,很有必要对后一种方法进行探索。
【2】官网教程
首先点击下述链接可以直达官网,我们将会看到期待的动态输出曲线。
基于此我们对官网教程进行解读。
【3】代码解读
首先引入了好几个模块:
import itertools #引入itertools模块,可实现变量无限输出 import matplotlib.pyplot as plt #引入画图模块 import numpy as np #引入计算模块 import matplotlib.animation as animation #引入动画模块
这里的itertools模块第一次引入,可以实现比自变量的无限输出。
然后先定义了一个变量产生函数,并将自变量和因变量的关系进行了定义:
def data_gen(): #自定义函数,使用itertools.count()模块 for cnt in itertools.count(): #创造一个从0开始,步长是1的无线循环,输出结果全部赋值给cnt t = cnt / 10 # 计算cnt/10后赋值给t yield t, np.sin(2*np.pi*t) * np.exp(-t/10.) #返回t, np.sin(2*np.pi*t) * np.exp(-t/10.)
之后再定义了变量的范围:
def init(): #自定义函数 ax.set_ylim(-1.1, 1.1) #设置Y轴范围 ax.set_xlim(0, 1) #设置X轴范围 del xdata[:] #定义一个空矩阵xdata[] del ydata[:] #定义一个空矩阵ydata[] line.set_data(xdata, ydata) #设置曲线的自变量和因变量 return line, #返回曲线的数值
其实直到此时,才完成要画图对应各个变量的定义,并且自变量和因变量还是空矩阵。
完成变量的初步定义之后,定义要画图:
fig, ax = plt.subplots() #定义要画图 line, = ax.plot([], [], lw=2) #定义要画曲线 ax.grid() #给输出曲线增加网格 xdata, ydata = [], [] #定义xdata和ydata为空矩阵
在前述的定义中,自变量一直未实质赋值,接下来通过append()函数进行赋值,并修改了X轴的范围:
def run(data): #自定义函数 # update the data t, y = data #定义变相t和y xdata.append(t) #xdata为t的所有取值 ydata.append(y) #ydata为y的所有取值 xmin, xmax = ax.get_xlim() #X轴的最小值和最大值(xmin和xmax)从xlim()中取出 if t >= xmax: #当自变量超出X轴上限 ax.set_xlim(xmin, 2*xmax) #将X轴取值扩大两倍 ax.figure.canvas.draw() #输出图形 line.set_data(xdata, ydata) #定义曲线变量 return line, #返回曲线值
最后实现动态输出:
ani = animation.FuncAnimation(fig, run, data_gen, interval=100, init_func=init, save_count=100) #输出动画 plt.show() #输出图形
此时获得的输出结果为:
++图1++
此时对应的完整代码为:
python
import itertools #引入itertools模块,可实现变量无限输出
import matplotlib.pyplot as plt #引入画图模块
import numpy as np #引入计算模块
import matplotlib.animation as animation #引入动画模块
def data_gen(): #自定义函数,使用itertools.count()模块
for cnt in itertools.count(0.,0.5): #创造一个从0开始,步长是1的无线循环,输出结果全部赋值给cnt
t = cnt / 10 # 计算cnt/10后赋值给t
yield t, np.sin(2*np.pi*t) * np.exp(-t/10.) #返回t, np.sin(2*np.pi*t) * np.exp(-t/10.)
def init(): #自定义函数
ax.set_ylim(-1.1, 1.1) #设置Y轴范围
ax.set_xlim(0, 1) #设置X轴范围
del xdata[:] #定义一个空矩阵xdata[]
del ydata[:] #定义一个空矩阵ydata[]
line.set_data(xdata, ydata) #设置曲线的自变量和因变量
return line, #返回曲线的数值
fig, ax = plt.subplots() #定义要画图
line, = ax.plot([], [], lw=2) #定义要画曲线
ax.grid() #给输出曲线增加网格
xdata, ydata = [], [] #定义xdata和ydata为空矩阵
def run(data): #自定义函数
# update the data
t, y = data #定义变相t和y
xdata.append(t) #xdata为t的所有取值
ydata.append(y) #ydata为y的所有取值
xmin, xmax = ax.get_xlim() #X轴的最小值和最大值(xmin和xmax)从xlim()中取出
if t >= xmax: #当自变量超出X轴上限
ax.set_xlim(xmin, 2*xmax) #将X轴取值扩大两倍
ax.figure.canvas.draw() #输出图形
line.set_data(xdata, ydata) #定义曲线变量
return line, #返回曲线值
# Only save last 100 frames, but run forever
ani = animation.FuncAnimation(fig, run, data_gen, interval=100, init_func=init,
save_count=100) #输出动画
plt.show() #输出图形
#ani.save('ani.gif') #保存动画
实际上,当在PC上运行上述代码时,输出的图形是无限的,不会停止。
++图2++
这是因为itertools.count()函数并没有给出任何停止输出自变量的信号,因此有必要设置输出停止代码。
【3】代码改写
在itertools.count()函数下方增加break操作:
if(t>20): break
此时的完整代码为:
python
import itertools #引入itertools模块
import matplotlib.pyplot as plt #引入画图模块
import numpy as np #引入计算模块
import matplotlib.animation as animation #引入动画模块
def data_gen(): #自定义函数,使用itertools.count()模块
for cnt in itertools.count(0.,0.5): #创造一个从0开始,步长是1的无线循环,输出结果全部赋值给cnt
t = cnt / 10 # 计算cnt/10后赋值给t
yield t, np.sin(2*np.pi*t) * np.exp(-t/10.) #返回t, np.sin(2*np.pi*t) * np.exp(-t/10.)
if(t>20):
break
def init(): #自定义函数
ax.set_ylim(-1.1, 1.1) #设置Y轴范围
ax.set_xlim(0, 1) #设置X轴范围
del xdata[:] #定义一个空矩阵xdata[]
del ydata[:] #定义一个空矩阵ydata[]
line.set_data(xdata, ydata) #设置曲线的自变量和因变量
return line, #返回曲线的数值
fig, ax = plt.subplots() #定义要画图
line, = ax.plot([], [], lw=2) #定义要画曲线
ax.grid() #给输出曲线增加网格
xdata, ydata = [], [] #定义xdata和ydata为空矩阵
def run(data): #自定义函数
# update the data
t, y = data #定义变相t和y
xdata.append(t) #xdata为t的所有取值
ydata.append(y) #ydata为y的所有取值
xmin, xmax = ax.get_xlim() #X轴的最小值和最大值(xmin和xmax)从xlim()中取出
if t >= xmax: #当自变量超出X轴上限
ax.set_xlim(xmin, 2*xmax) #将X轴取值扩大两倍
ax.figure.canvas.draw() #输出图形
line.set_data(xdata, ydata) #定义曲线变量
return line, #返回曲线值
# Only save last 100 frames, but run forever
ani = animation.FuncAnimation(fig, run, data_gen, interval=0.10, init_func=init,
save_count=1000) #输出动画
ani.save('ani-1000.gif') #保存动画
plt.show() #输出图形
运行代码后将发现,自变量最大值为20:
++图3++
【4】总结
探索了曲线动态输出的教程,掌握了输出范围等的设置技巧。