使用 matplotlib 绘制本轮答案

【问题标题】：Plotting epicycles by using matplotlib使用 matplotlib 绘制本轮
【发布时间】：2021-11-02 01:41:06
【问题描述】：

为什么下面的代码不起作用？

我想使用 matplotlib 来显示本轮，如下图所示

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from numpy import *
import math


freqList = [1,2,3]
ampList = [1,2,4]
phaseList = [0,10,20]

circles = [] #create list of circles

x = 0
y = 0
for i in range(len(freqList)):
   prevx = x
   prevy = y
   theta = np.linspace( 0 , 2 * np.pi , 150 )
   x += ampList[i] * np.cos( theta*freqList[i] + phaseList[i] )
   y += ampList[i] * np.sin( theta*freqList[i] + phaseList[i] )

   circle = plt.Circle((prevx, prevy), ampList[i], fill=False)
   circles.append(circle)

   plt.figure()
   fig, ax = plt.subplots()
   ax.add_patch(circles[i])
   plt.axis("equal")
   plt.xlim( -10 , 10 ) 
   plt.ylim( -10 , 10 ) 
   plt.show()

提前感谢任何能给我一些想法的人！

【问题讨论】：

标签： python numpy matplotlib plot visualization

【解决方案1】：

我对您的代码进行了一些更改：

使用for i in range(len(list_name)) 循环列表的元素，然后使用list_name[i] 获取第i^th 元素可以工作，但这有点尴尬；在 python 中，您可以直接遍历列表的元素：for element in list。如果需要遍历多个列表的元素，可以使用zip:for a, b in zip(list_a, list_b)
在您的循环中，您一次生成一个圆圈，并将其添加到绘图中。只创建一次（不是每个循环一次）的东西必须在 for 循环之外生成； fig、ax 等就是这种情况。
在您的代码中，您创建了一个数组theta，它包含 150 个元素。在 for 循环中，您将 theta 的函数（也是一个数组）添加到 x 和 y。所以，在第一次迭代中x 和y 是int 并表示第一个圆的坐标，然后它们就变成了数组。这就是你的代码抛出错误的原因
如果你使用matplotlib.patches.Circle，你只需要中心坐标和半径。无需计算θ，无需使用freqList（如果我解释正确的话）。因此，在循环内部，您只需将当前中心坐标和半径传递给matplotlib.patches.Circle，并仅使用当前幅度和相位计算下一个圆的中心坐标

话虽如此，您的代码变为：

# import
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# amplitude and phase definition
ampList = [1,2,4]
phaseList = [0,10,20]

# center coordinates of the first circle
C_x = 0
C_y = 0

# generate figure and axis
fig, ax = plt.subplots()

# loop over each amplitude and phase
for amp, phase in zip(ampList, phaseList):

    # draw current circle
    circle = plt.Circle((C_x, C_y), amp, fill = False)
    ax.add_patch(circle)
    # draw current circle center
    ax.plot(C_x, C_y, marker = 'o', markerfacecolor = 'k', markeredgecolor = 'k')

    # compute next circle center 
    C_x += amp*np.cos(np.deg2rad(phase))
    C_y += amp*np.sin(np.deg2rad(phase))

# adjust axis
plt.axis("equal")
plt.xlim( -10 , 10 )
plt.ylim( -10 , 10 )

# show the plot
plt.show()

【讨论】：