如何找到多条线与曲线的交点？答案

【问题标题】：how can I find intersection of multiple lines with a curve?如何找到多条线与曲线的交点？
【发布时间】：2020-07-08 09:24:25
【问题描述】：

我有一个包含 x 和 y 的文件。对于从 y 轴通过的每条线，我可以找到交点，但我希望有一种自动方法来找到从 y 轴通过的一堆线的交点，如下图所示：

透视结果

我为逐个查找交叉点而编写的代码如下：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
with open('txtfile1.out', 'r') as f:
    lines = f.readlines()
    x = [float(line.split()[0]) for line in lines]
    y = [float(line.split()[1]) for line in lines]
xx = []
for i in range(1,len(x)):
    if (y[i] > 0 and y[i-1] < 0) or (y[i] < 0 and y[i-1] > 0):
        xx.append((x[i]+x[i-1])/2)

yx = [0 for _ in range(len(xx))]
plt.plot(x,y)
plt.plot(xx,yx, color="C2", marker="o", ls="", ms=10)

我拥有的东西

当前结果

【问题讨论】：

两个数字相同
@TimStack 是的，但是在其中一个中，我需要有实线与多条直线虚线的交点，而我可以编写代码以逐个获取交点。
@TimStack 现在你可以看到不同之处了，你上传的图片是对的
你知道直线的y值吗？它们总是一样吗？它们是否存储在另一个文件中？在已经存在的循环中添加第二个 for 循环可能是一种解决方案。
@TobiasBrösamle 可以根据我的情况任意定义作为直线虚线的 y 值。但我想过用这种方式来定义它们divider = np.arange(min(y),max(y),100)

标签： python numpy matplotlib

【解决方案1】：

您可以尝试设置一个额外的循环来检查您输入的多个交集值，并使用字典来保存与交集值作为键的匹配列表。从理论上讲，这应该将您想要的 y 的所有交点绘制到同一个图中

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
with open('txtfile1.out', 'r') as f:
    lines = f.readlines()
    x = [float(line.split()[0]) for line in lines]
    y = [float(line.split()[1]) for line in lines]
intersections = [0, -20, 10]
intersection_matches = {intersection: [] for intersection in intersections}
# or just define directly: intersection_matches ={ 0: [] , -20: [], 10: [] }
for i in range(1, len(x)):
  for intersection, xx in intersection_matches.items():
    if (y[i] > intersection and y[i-1] < intersection or (y[i] < intersection and y[i-1] > intersection)):
       xx.append((x[i]+x[i-1])/2)

plt.plot(x,y)
for intersection, xx in intersection_matches.items():
    yx = [intersection] * len(xx)
    plt.plot(xx, yx, color="C2", marker="o", ls="", ms=10)

【讨论】：

【解决方案2】：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
with open('txtfile1.out', 'r') as f:
    lines = f.readlines()
    x = [float(line.split()[0]) for line in lines]
    y = [float(line.split()[1]) for line in lines]
xx = []
treshold = #what ever you want
for i in range(1,len(x)):
    if (y[i] > treshold and y[i-1] < treshold) or (y[i] < treshold and y[i-1] > treshold):
        xx.append((x[i]+x[i-1])/2)

yx = [treshold for _ in range(len(xx))]
plt.plot(x,y)
plt.plot(xx,yx, color="C2", marker="o", ls="", ms=10)

y= 阈值是您要观察交叉点的位置

【讨论】：