在 python/pyplot 中绘制任意二维函数，如 Matlab 的 Ezplot答案

【问题标题】：Plot arbitrary 2-D function in python/pyplot like Matlab's Ezplot在 python/pyplot 中绘制任意二维函数，如 Matlab 的 Ezplot
【发布时间】：2016-01-09 17:23:24
【问题描述】：

我正在寻找一种方法来生成类似于 ezplot 在 MATLAB 中的工作方式的绘图，因为我可以输入：

ezplot('x^2 + y^2 = y + 5')

并准备好用于任意函数的图形。我只担心我同时有 x 和 y 的情况。

我只有这个函数，如果没有必要，我真的不想尝试计算某个给定 x 范围的所有 y 值。

我看到的少数解决方案要么是关于决策边界（这不是。没有测试数据或任何东西，只是一个任意函数），要么都是针对已经定义为 y = some x equation 的函数真的帮不了我。

如果有一种在求解功能中模仿 Wolfram|Alpha 的好方法，我会有点接受（“求解 x^2 + y^2 = y + 5 for y”会给我两个函数，然后我可以分别绘制图形），但更喜欢 ezplot，因为它在 MATLAB 中或多或少是即时的。

【问题讨论】：

标签： python matlab matplotlib

【解决方案1】：

我认为您可以为此使用 sympy plotting 和 parse_expr 对于您的示例，这将按如下方式工作

from sympy.plotting import plot_implicit
from sympy.parsing.sympy_parser import parse_expr

def ezplot(s):
    #Parse doesn't parse = sign so split
    lhs, rhs = s.replace("^","**").split("=")
    eqn_lhs = parse_expr(lhs)
    eqn_rhs = parse_expr(rhs)

    plot_implicit(eqn_lhs-eqn_rhs)

ezplot('x^2 + y^2 = y + 5')

这可以根据需要进行通用

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以使用 sympy 求解方程，然后使用生成的函数在 x 上绘制 y：

import sympy

x=sympy.Symbol('x')
y=sympy.Symbol('y')
f = sympy.solve(x**2 + y**2 - y - 5, [y])
print f
xpts = (numpy.arange(10.)-5)/10
ypts = sympy.lambdify(x, f, 'numpy')(xpts)

# then e.g.: pylab.scatter(xpts, ypts)

【讨论】：

【解决方案3】：

@EdSmith 解决方案工作正常。不过，我还有另一个建议。您可以使用绘制轮廓。你可以将你的函数重写为f(x, y)=0，然后使用这段代码

from numpy import mgrid, pi
import matplotlib.pyplot as plt

def ezplot(f):
    x, y = mgrid[-2*pi:2*pi:51, -2*pi:2*pi:51]
    z = f(x, y)
    ezplt = plt.contour(x, y, f, 0, colors='k')
    return ezplt

这是主要思想。当然你也可以将其泛化为MATLAB中的函数，比如x和y的一般区间，将函数作为字符串传递等等。

【讨论】：