前言
在我们的生活中有许多天生的艺术家，他（她）们拿起笔来就可以创造艺术，在屏幕前的你是不是这样呢？反正我不是。不过我可以通过编程做一些抽象艺术（非抽象画都画不了，何况做出来呢?）。今天我们就来使用PyCharm制作现代艺术——散点图。
方法一：使用matplotlib制作散点图（推荐）
安装matplotlib
首先，打开PyCharm，单击上方的File按钮，在弹出的菜单中选择Settings。
弹出以下界面就对了。
选中以”Project：” 开头的按钮，在弹出的界面中选择”Python Interpreter”。
单击上方的加号。（PyCharm2021以前的版本加号在右面）
在上方的搜索栏中搜索”matplotlib”。
单击”Install Package”，安装matplotlib。
出现绿色长条就安装成功了。如果出现红条，请检查一下网络再试。
至此，matplotlib就安装成功了。
编写程序
RandomWalk类
为了简化制作散点图的程序，我们先编写一个模拟随机漫步的类，它有2个方法：
方法名和参数作用__init__(self, num_points=50000)初始化点数、并调用fill_walk方法，记录每个点的位置fill_walk(self)产生每个点的位置，拒绝原地踏步和走到之前走过的位置
下面是方法__init__的代码。
def __init__(self, num_points=50000):
self.num_points = num_points
self.x_values = [0]
self.y_values = [0]
self.fill_walk()
由于知道了点数，在fill_walk方法中，我们可以使用for循环，但是由于我们要拒绝原地踏步和走到之前走过的位置，所以我们是用while循环和continue语句完成。
fill_walk的代码如下：
from random import choice as c
def fill_walk(self):
while len(self.x_values) < self.num_points:
x_direction = c([3, 2, 1, -1, -2, -3])
x_distance = c([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
x_step = x_direction * x_distance
y_direction = c([3, 2, 1, -1, -2, -3])
y_distance = c([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
y_step = y_direction * y_distance
if x_step == 0 and y_step == 0:
continue
next_x = self.x_values[-1] + x_step
next_y = self.y_values[-1] + y_step
if next_x in self.x_values and next_y in self.y_values:
continue
self.x_values.append(next_x)
self.y_values.append(next_y)
整个RandomWalk类的代码如下，把它保存成random_walk.py。
random_walk.py
from random import choice as c
class RandomWalk:
def __init__(self, num_points=50000):
self.num_points = num_points
self.x_values = [0]
self.y_values = [0]
self.fill_walk()
def fill_walk(self):
while len(self.x_values) < self.num_points:
x_direction = c([3, 2, 1, -1, -2, -3])
x_distance = c([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
x_step = x_direction * x_distance
y_direction = c([3, 2, 1, -1, -2, -3])
y_distance = c([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
y_step = y_direction * y_distance
if x_step == 0 and y_step == 0:
continue
next_x = self.x_values[-1] + x_step
next_y = self.y_values[-1] + y_step
if next_x in self.x_values and next_y in self.y_values:
continue
self.x_values.append(next_x)
self.y_values.append(next_y)
编写随机漫步的程序
编写好了random_walk.py，我们就可以编写随机漫步的程序了，它叫rw_for_once.py，
rw_for_once.py
import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk
rw = RandomWalk()
plt.figure(dpi=128, figsize=(10, 7))
point_numbers = list(range(rw.num_points))
plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, s=0.1, c=point_numbers, cmap=plt.cm.Greens,
edgecolors=None)
plt.show()
运行结果如下：
源代码
random_walk.py
from random import choice as c
class RandomWalk:
def __init__(self, num_points=50000):
self.num_points = num_points
self.x_values = [0]
self.y_values = [0]
self.fill_walk()
def fill_walk(self):
while len(self.x_values) < self.num_points:
x_direction = c([3, 2, 1, -1, -2, -3])
x_distance = c([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
x_step = x_direction * x_distance
y_direction = c([3, 2, 1, -1, -2, -3])
y_distance = c([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
y_step = y_direction * y_distance
if x_step == 0 and y_step == 0:
continue
next_x = self.x_values[-1] + x_step
next_y = self.y_values[-1] + y_step
if next_x in self.x_values and next_y in self.y_values:
continue
self.x_values.append(next_x)
self.y_values.append(next_y)
rw_for_once.py
import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk
rw = RandomWalk()
plt.figure(dpi=128, figsize=(10, 7))
point_numbers = list(range(rw.num_points))
plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, s=0.1, c=point_numbers, cmap=plt.cm.Greens,
edgecolors=None)
plt.show()
方法二：使用Turtle库制作散点图
编写程序
RandomWalk类
同样，我们使用Turtle库，也需要一个RandomWalk类。不过，它的方法可不太一样，让我们看看吧！
方法名和参数作用__init__(self,num_points=50000,screen_width,screen_height)初始化点数、并确定GUI大小（确定点数不超过GUI面积，否则引发ValueError异常）、并调用fill_walk方法，记录每个点的位置fill_walk(self)产生每个点的位置，拒绝原地踏步和走到之前走过的位置以及拒绝超出边界
下面是__init__方法的代码。
def __init__(self, screen_width, screen_height, num_points=50000):
self.num_points = num_points
self.screen = [screen_width, screen_height]
if self.screen[0] * self.screen[1]
fill_walk的方法如下：
from random import choice as c
def fill_walk(self):
while len(self.x_values) < self.num_points:
x_direction = c([3, 2, 1, -1, -2, -3])
x_distance = c([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
x_step = x_direction * x_distance
y_direction = c([3, 2, 1, -1, -2, -3])
y_distance = c([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
y_step = y_direction * y_distance
if x_step == 0 and y_step == 0:
continue
next_x = self.x_values[-1] + x_step
next_y = self.y_values[-1] + y_step
if next_x in self.x_values and next_y in self.y_values:
continue
if next_x > self.screen[0] / 2 or next_x < self.screen[0] * -1 / 2:
continue
if next_y > self.screen[1] / 2 or next_y < self.screen[1] * -1 / 2:
continue
self.x_values.append(next_x)
self.y_values.append(next_y)
整个RandomWalk类就编写好了，我们把它保存为random_walk.py。
random_walk.py
from random import choice as c
class RandomWalk:
def __init__(self, screen_width, screen_height, num_points=50000):
self.num_points = num_points
self.screen = [screen_width, screen_height]
if self.screen[0] * self.screen[1] self.screen[0] / 2 or next_x < self.screen[0] * -1 / 2:
continue
if next_y > self.screen[1] / 2 or next_y < self.screen[1] * -1 / 2:
continue
self.x_values.append(next_x)
self.y_values.append(next_y)
编写产生随机漫步的程序
使用Turtle库编程，我们需要定义一个函数——draw_dot。
import turtle
def draw_dot(x, y):
turtle.penup()
turtle.goto(x, y)
turtle.pendown()
turtle.dot(1)
这个程序如下（由于Turtle画图太慢，这里就没有展示了）：
rw_for_once.py
import turtle
from random_walk import RandomWalk
def draw_dot(x:int, y:int):
turtle.penup()
turtle.goto(x, y)
turtle.pendown()
turtle.dot(3)
turtle.title("Random Walk")
turtle.screensize(600, 480)
turtle.speed(0)
turtle.color("blue")
turtle.hideturtle()
rw = RandomWalk(600, 480)
for j in range(len(rw.x_values)):
draw_dot(rw.x_values[j], rw.y_values[j])
turtle.done()
源代码
random_walk.py
from random import choice as c
class RandomWalk:
def __init__(self, screen_width, screen_height, num_points=50000):
self.num_points = num_points
self.screen = [screen_width, screen_height]
if self.screen[0] * self.screen[1] self.screen[0] / 2 or next_x < self.screen[0] * -1 / 2:
continue
if next_y > self.screen[1] / 2 or next_y < self.screen[1] * -1 / 2:
continue
self.x_values.append(next_x)
self.y_values.append(next_y)
rw_for_once.py
import turtle
from random_walk import RandomWalk
def draw_dot(x:int, y:int):
turtle.penup()
turtle.goto(x, y)
turtle.pendown()
turtle.dot(3)
turtle.title("Random Walk")
turtle.screensize(600, 480)
turtle.speed(0)
turtle.color("blue")
turtle.hideturtle()
rw = RandomWalk(600, 480)
for j in range(len(rw.x_values)):
draw_dot(rw.x_values[j], rw.y_values[j])
turtle.done()
后记
今天我们创作了一幅抽象画，下一次我们还要创建一幅《矩形的世界》。
Original: https://blog.csdn.net/wugang0131/article/details/123082227
Author: wugang0131
Title: 使用PyCharm创造现代艺术（一）
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