需要涉及数组和随机位置的基本 Python 编程帮助

Question

考虑一个 100X100 的数组。

1. 生成包含数千个随机位置的数组 这样的数组，例如(3,75) 和 (56, 34)。
2. 计算随机位置之一落在 15 以内的频率 任何（直）边的像素

我正在尝试做上述问题以帮助我学习编程语言 Python，我是编程新手。

这是我目前所拥有的：

from __future__ import division
from pylab import *
import math as m
from numpy import *

array1=[]
nMax=1001
n=1
while n<nMax:
    array1.append(random.randint(1, 101))
    n=n+1
array1=array(array1)
array1=array1.reshape(1000,1)
print array1

array2=[]
nMax=1001
n=1
while n<nMax:
    array2.append(random.randint(1, 101))
    n=n+1
array2=array(array2)
array2=array2.reshape(1000,1)
print array2

这会生成两个包含 1000 个随机整数的单列数组。一个数组是我的随机 x 坐标集，另一个数组是我的随机 y 坐标集。 我正在尝试合并这两个数组，以便我有一个 x 和 y 坐标数组，我该怎么做？一旦我有一个随机 x 和 y 坐标数组，我就可以使用 if、else 语句来完成问题吗？例如如果 xcoordinate>85 或 xcoordinate85 或 ycoordinate

请问有人可以就这个问题给我一些指导吗？ 我做对了吗？如果是这样，我怎么不是？如果是这样，我该如何继续？

。 . . 感谢大家的帮助。

我现在已经设法完成了这两个部分，但现在我面临着将这作为对前一个部分的扩展的挑战：

iii) 计算您的一个随机位置在（任一侧）15 像素范围内的频率 一个半径为 50 像素的圆，并将结果写入屏幕，例如一般 数组中 N% 的位置位于该区域 [N 是介于 0 之间的数字 和 100] 请注意，角落中的坐标在圆的 15 个像素内，然后它们 应该包含在其中（如果它们距离超过 15 像素，那么它们不应该 是）。

iv) 添加代码，向用户请求数组中的位置，然后发出警报 如果该位置属于该区域，例如警告：您选择的位置下降 靠近圆的边缘。

我会怎么做呢？我什至不知道从哪里开始。 有人可以给我一些指示吗？ 谢谢

Answer 1

可以跳过实际生成数组，直接进行频率计算：

首先需要注意的是，由于x和y坐标都是完全随机的：

我们有规则：

P(A or B) = P(A) + P(B) - P(A and B)

所以我们可以这么说

P(X or Y within 15) = P(X within 15) + P(Y within 15) - P(X and Y within 15)

由于暗示 X 和 Y 是来自0 to 99（或来自1 to 100）的均匀随机，我们可以假设

P(X within 15) = P(Y within 15)

所以整个事情变成了

P(X or Y within 15) = 2P(X within 15) - P(X within 15)^2

现在，我们只需要计算P(X within 15)。观察到 X 只能取整数值，因此函数 f(x) = |X - 49.5| - 35 将大于零对于 x = 0..14 和 x = 85..99。 （我们从零开始索引，但这相当于从 1...100 开始）。

所以，代码：

from random import randrange

N = 3000
P_x_within_15 = sum(abs(randrange(100) - 49.5) - 35 > 0 for _ in range(N)) / float(N)

print "Frequency of X or Y within 15 pixels of edge:",
print 2 * P_x_within_15 - P_x_within_15 ** 2

您可能已经注意到，我们跳过了实际创建数组，只是将随机数生成时的布尔值 (True/False with True = 1, False = 0) 结果相加。

编辑 - 实际创建一个数组

为 100 x 100 矩阵创建一个随机坐标数组：

使用numpy 代码将是：

from random import randrange
N = 3000
coords_array = array([randrange(100) for _ in range(2 * N)]).reshape(N, 2)

使用纯python，会是：

from random import randrange
N = 3000
coords_list = [(randrange(100), randrange(100)) for _ in range(N)]

这里有几点需要注意：

1. 在 python 中，索引从零开始排序。 randrange(100) 会给你一个介于 0 到 99 之间的数字，包括 0 到 99。

2. N 只是我们希望生成的坐标数

3. 术语点：在python中，方括号表示的数据结构是lists，而不是数组（尽管它们等价于其他编程语言中的数组）。在上面的代码中array1 是python list，而不是array（这是一种不同的数据结构）。对位：numpy 然而，广泛使用数组。在您的代码中，当您执行array(array1) 时，实际上是在创建一个numpy 数组。

4. 方括号之间的内容称为列表理解。它在语义上等价于：

---

coords_list = []
for _ in range(N):
    coords_list.append((randrange(100), randrange(100)))

---