Python随机生成均匀分布在三角形内或者任意多边形内的点

yipeiwu_com7年前Python基础

Python有一随机函数可以产生[0,1)区间内的随机数,基于此函数生成随机分布在任意三角形内的点
由数学知识得知:
几何体的向量表达形式

直线:

线段:

推广到高维

三维平面:

三角形:

注释,v这个向量表示的是在图形上的点的坐标,根据数学知识得知,直线和三维平面内的v构成的点集是放射集,而线段则是凸集, 其余向量是不在同一个点或者同一个平面的点的坐标构成的列向量
那么针对三角形可以写成如下:

我们可以先生成随机的贝塔,然后随机生成阿尔法,然后处理阿尔法,使得点是随机落在三角形内的,这里用的是开始生成的随机数的算术平方根作为阿尔法数值,关于为什么这样可以参考
Python随机生成均匀分布在单位圆内的点

现附代码如下:

import numpy as np 
import matplotlib.pyplot as plt 
 
if __name__ == '__main__': 
 x1, y1 = 0, 30 
 x3, y3 = 200, -10 
 x2, y2 = 100, 200 
 sample_size = 500 
 theta = np.arange(0,1,0.001) 
 x = theta * x1 + (1 - theta) * x2 
 y = theta * y1 + (1 - theta) * y2 
 plt.plot(x,y,'g--',linewidth=2) 
 x = theta * x1 + (1 - theta) * x3 
 y = theta * y1 + (1 - theta) * y3 
 plt.plot(x, y, 'g--', linewidth=2) 
 x = theta * x2 + (1 - theta) * x3 
 y = theta * y2 + (1 - theta) * y3 
 plt.plot(x, y, 'g--', linewidth=2) 
 rnd1 = np.random.random(size = sample_size) 
 rnd2 = np.random.random(size=sample_size) 
 rnd2 = np.sqrt(rnd2) 
 x = rnd2 * (rnd1 * x1 + (1 - rnd1) * x2) + (1 - rnd2) * x3 
 y = rnd2 * (rnd1 * y1 + (1 - rnd1) * y2) + (1 - rnd2) * y3 
 plt.plot(x,y,'ro') 
 plt.grid(True) 
 # plt.savefig('demo.png') 
 plt.show()

生成图:

作为推广,其实多个多边形也是可以这样生成的,只需要分割为多个三角形,根据三角形面积比例,控制样本比例即可。

 以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

Python 中list ,set,dict的大规模查找效率对比详解

很多时候我们可能要频繁的进行元素的find 或in操作,本人一直天真的以为python的list做了hash,通过红黑树来高效查找···直到今天我真正来测试它和set,dict的查找效率...

使用Python的Flask框架来搭建第一个Web应用程序

使用Python的Flask框架来搭建第一个Web应用程序

1、初始化 在这章,你将学到Flask应用程序的不同部分。同时,你将编写和运行你的第一个Flask web应用程序。 所有的Flask应用程序都必须创建一个 应用程序实例 。使用web服...

Python 遍历子文件和所有子文件夹的代码实例

Python 遍历子文件和所有子文件夹的代码实例

最近看ECShop到网上找资料,发现好多说明ECShop的文件结构不全面,于是想自己弄个出来。但这是个无聊耗时的工作,自己就写了个Python脚本,可以递归遍历目录下的所有文件和所有子目...

Python函数中的可变长参数详解

Python函数中的可变长参数详解

一、Python函数中的参数 1、使用python的函数时,有参数类别,比如位置参数、关键字参数、可变长参数 2、位置参数、关键字参数很好理解,关键是可变长参数经常能见到,但是一直没有...

用Python解决计数原理问题的方法

用Python解决计数原理问题的方法

前几天遇到这样一道数学题: 用四种不同颜色给三棱柱六个顶点涂色,要求每个点涂一种颜色,且每条棱的两个端点涂不同颜色,则不同的涂色方法有多少种? 当我看完题目后,顿时不知所措。于是我拿起...