连接点的绘制线条

Question

我知道有另一个非常相似的问题，但我无法从中提取所需的信息。

成对绘制线条

我在 (x,y) 平面上有4个点：x=[x1,x2,x3,x4] 和 y=[y1,y2,y3,y4]

x=[-1 ,0.5 ,1,-0.5]
y=[ 0.5,  1, -0.5, -1]

现在，我可以通过以下步骤绘制这四个点：

import matplotlib.pyplot as plt

plt.plot(x,y, 'ro')
plt.axis('equal')
plt.show()

除了这四点之外，我想要有两条线：

1) 连接(x1,y1)和(x2,y2)， 2) 第二条连接(x3,y3)和(x4,y4)。

这只是一个简单的示例。在实际情况中，我在平面上有2N个点。

如何获取所需的输出：对于具有两个连接线的点？

谢谢。

- Mencia

Answer 1

我认为你需要为每个部分使用单独的行：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x, y = np.random.random(size=(2,10))

for i in range(0, len(x), 2):
    plt.plot(x[i:i+2], y[i:i+2], 'ro-')

plt.show()

(numpy导入只是为了设置一些随机的2x10样本数据)

- xnx

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为什么range函数中步长为2？当通过x[i:i+2]访问数组时，您可以澄清一下具体在做什么吗？ - Bruce Seymour

@BruceSeymour，有10个随机x坐标和10个随机y坐标，我想将它们配对，以便我在(x[0], y[0])和(x[1], y[1])之间画线，然后在(x[2], y[2])和(x[3], y[3])等之间画线。因此，循环必须从每个其他点开始，并且切片必须是[i:i+2]，以产生[0:2]、[2:4]、[4:6]等作为要连接的点的索引。 - xnx

Answer 2

我知道这个问题早就被问答过了，但是我觉得之前的回答并没有提供最简单的解决方案。尽可能地避免使用循环通常是一个好的习惯，而 matplotlib 的 plot 命令可以一次绘制多条线。如果 x 和 y 是数组，则每列将绘制一条线。

在您的情况下，您可以执行以下操作：

x=np.array([-1 ,0.5 ,1,-0.5])
xx = np.vstack([x[[0,2]],x[[1,3]]])
y=np.array([ 0.5,  1, -0.5, -1])
yy = np.vstack([y[[0,2]],y[[1,3]]])
plt.plot(xx,yy, '-o')

有一个长列表的x和y，想要连接相邻的一对吗？

xx = np.vstack([x[0::2],x[1::2]])
yy = np.vstack([y[0::2],y[1::2]])

想为点和线指定（不同的）颜色吗？

plt.plot(xx,yy, '-ok', mfc='C1', mec='C1')

- JinjerJohn

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这应该是被接受的答案，也是使用matplotlib的正确方式！ - Gulzar

Answer 3

您可以只传递要连接的两个点的列表到plt.plot中。为了使其可以轻松地扩展到您想要的任意数量的点，您可以定义一个函数，如下所示。

import matplotlib.pyplot as plt

x=[-1 ,0.5 ,1,-0.5]
y=[ 0.5,  1, -0.5, -1]

plt.plot(x,y, 'ro')

def connectpoints(x,y,p1,p2):
    x1, x2 = x[p1], x[p2]
    y1, y2 = y[p1], y[p2]
    plt.plot([x1,x2],[y1,y2],'k-')

connectpoints(x,y,0,1)
connectpoints(x,y,2,3)

plt.axis('equal')
plt.show()

注意，该函数是一个通用函数，可以将列表中的任何两个点连接起来。

要将此扩展到2N个点，假设您始终将点i连接到点i+1，我们只需将其放入for循环中：

import numpy as np
for i in np.arange(0,len(x),2):
    connectpoints(x,y,i,i+1)

如果始终将点i连接到点i+1，您可以简单地执行以下操作：

for i in np.arange(0,len(x),2):
    plt.plot(x[i:i+2],y[i:i+2],'k-')

- tmdavison

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它确实有效。但是正如我所说，通常我有2N个点，其中N可以是50。然后需要显式地编写所有这些点，这是一个问题。是否有更紧凑的方法来处理一般的2N情况（对于此情况，N=2）？ - Mencia

Answer 4

通过以下代码，您可以通过连接它们的坐标创建多条线：

import matplotlib.pyplot as plt

# 1st line
point_1 = [1,3]
point_2 = [2,6]

# 2nd line
point_3 = [4,6]
point_4 = [1,2]

x_values = [[point_1[0], point_3[0]],[point_2[0], point_4[0]]]
y_values = [[point_1[1], point_3[1]],[point_2[1], point_4[1]]]

plt.plot(x_values, y_values, 'red')
plt.show()

---

结果

- Julien J

Answer 5

使用matplotlib.arrow()函数，将head_length和head_width参数设置为0，以避免出现“箭头结束”。不同点之间的连接可以通过向量加法简单计算得出： A = [1,2], B=[3,4] --> A到B的连接是B-A = [2,2]。 从A的尖端开始绘制该向量，最终到达B的尖端。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import style
style.use('fivethirtyeight')


A = np.array([[10,8],[1,2],[7,5],[3,5],[7,6],[8,7],[9,9],[4,5],[6,5],[6,8]])


fig = plt.figure(figsize=(10,10))
ax0 = fig.add_subplot(212)

ax0.scatter(A[:,0],A[:,1])


ax0.arrow(A[0][0],A[0][1],A[1][0]-A[0][0],A[1][1]-A[0][1],width=0.02,color='red',head_length=0.0,head_width=0.0)
ax0.arrow(A[2][0],A[2][1],A[9][0]-A[2][0],A[9][1]-A[2][1],width=0.02,color='red',head_length=0.0,head_width=0.0)
ax0.arrow(A[4][0],A[4][1],A[6][0]-A[4][0],A[6][1]-A[4][1],width=0.02,color='red',head_length=0.0,head_width=0.0)


plt.show()

- 2Obe

Answer 6

我更喜欢在matplotlib中使用LineCollection。请参见以下最小代码：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.collections import LineCollection

x = np.arange(100)
# Here are many sets of y to plot vs. x
ys = x[:50, np.newaxis] + x[np.newaxis, :]

segs = np.zeros((50, 100, 2))
segs[:, :, 1] = ys
segs[:, :, 0] = x

# We need to set the plot limits.
fig, ax = plt.subplots(1, 1, figsize=(7.2, 7.2))
ax.set_xlim(x.min(), x.max())
ax.set_ylim(ys.min(), ys.max())

line_segments = LineCollection(segs)
ax.add_collection(line_segments)

更详细的示例可以在这里找到。

- Jiadong