انتخاب جهت و رسم گردش تصادفی

انتخاب جهت

مانند آن‌چه در ادامه می‌آید، از متد fill_walk() برای پر کردن مسیر گردش خود از نقطه‌ها استفاده و در هر گام جهت حرکت را تعیین می‌کنیم. این متد را به random_walk.py اضافه کنید:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

def fill_walk(self):
    """Calculate all the points in the walk."""

    # Keep taking steps until the walk reaches the desired length.
    while len(self.x_values) < self.num_points:

        # Decide which direction to go and how far to go in that direction.
        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

        # Reject moves that go nowhere.
        if x_step == 0 and y_step == 0:
            continue

        # Calculate the new position.
        x = self.x_values[-1] + x_step
        y = self.y_values[-1] + y_step

        self.x_values.append(x)
        self.y_values.append(y)

در ۱ حلقه‌ای برپا می‌کنیم که اجرای آن تا پر شدن گردش با تعداد درستی نقطه ادامه می‌یابد. بخش اصلی متد fill_walk() از پایتون می‌خواهد که چهار تصمیم تصادفی را شبیه‌سازی کند: گردش به چپ می‌رود یا راست؟ در آن جهت چه‌قدر پیش می‌رود؟ آیا بالا می‌رود یا پایین؟ در این جهت چه‌قدر حرکت می‌کند؟

از choice([1, -1]) برای انتخاب مقدار x_direction استفاده می‌کنیم که یا ۱ (برای حرکت به راست) برمی‌گرداند یا ۱- (برای رفتن به چپ) (۲). سپس choice([0, 1, 2, 3, 4]) به پایتون می‌گوید که با انتخاب عددی صحیح بین ۰ و ۴، در آن جهت (x_direction) چه‌قدر حرکت کند. (آوردن ۰ در این لیست به ما امکان می‌دهد که در جهت محور y حرکت کنیم و در عین حال بتوانیم گام‌هایی در جهت هر دو محور داشته باشیم.)

در ۳ و ۴ طول هر گام در جهت‌های x و y را با ضرب کردنِ جهتِ هر حرکت در فاصله‌ای که انتخاب‌شده حساب می‌کنیم. حاصل مثبت برای x_step به معنای حرکت به راست، حاصل منفی به معنای حرکت به چپ و صفر به معنای حرکت عمودی است. مقداری مثبت برای y_step به معنای حرکت به بالا، مقدار منفی به معنای حرکت به پایین و ۰ به معنای حرکت افقی است. اگر هر دو مقدار x_step و y_step صفر شود به جایی نمی‌رویم در نتیجه با صرف نظر از این حرکت حلقه را ادامه می‌دهیم. (۵)

برای به دست آوردن مقدار بعدی x، مقدار x_step را به آخرین مقدار ذخیره‌شده‌ی x_values اضافه می‌کنیم (۶) و همین کار را برای مقدارهای y تکرار می‌کنیم. زمانی که این مقدارها محاسبه شدند آن‌ها را به x_values و y_values الحاق می‌کنیم.

رسم گردش تصادفی

کد زیر تمام نقطه‌های یک گردش را رسم می‌کند:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17

import matplotlib.pyplot as plt

from random_walk import RandomWalk

# Make a random walk.
rw = RandomWalk()

rw.fill_walk()

# Plot the points in the walk.
plt.style.use('classic')

fig, ax = plt.subplots()

ax.scatter(rw.x_values, rw.y_values, s=15)

plt.show()

کار را با وارد کردن pyplot و RandomWalk شروع می‌کنیم. سپس گردشی تصادفی می‌سازیم و آن را در rw ذخیره می‌کنیم (۱) و سپس از فراخوانی fill_walk() مطمئن می‌شویم. در ۲ مقادیر x و y گردش را به scatter() می‌دهیم و اندازه‌ی مناسبی برای نقطه‌ها انتخاب می‌کنیم.