使用matplotlib

Question

我正在尝试为某个动态系统绘制相空间图。实际上，我有一个2d平面，其中有一个起点，然后是下一个点，依此类推。我想用线连接这些点，并且我想绘制一些箭头，以便我能够看到方向（起点到下一点等）。我决定使用线型'->'来实现这一目标，但它并没有给出任何好的结果，箭头实际上似乎多次指向错误的方向。它们的间距也非常紧密，因此我无法看到各条线。

我的代码如下：

import numpy as np
import matplotlib.pylab as plt
from scipy.integrate import odeint

def system(vect, t):
    x, y = vect
    return [x - y - x * (x**2 + 5 * y**2), x + y - y * (x**2 + y**2)]

vect0 = [(-2 + 4*np.random.random(), -2 + 4*np.random.random()) for i in range(5)]
t = np.linspace(0, 100, 1000)

for v in vect0:
    sol = odeint(system, v, t)
    plt.plot(sol[:, 0], sol[:, 1], '->')

plt.show()

结果图如下所示：

可以看出，箭头没有与连接点的线正确对齐。此外，许多箭头出现了＃34;我希望他们能够进入＆＃34;因为下一个点始终位于中间的闭环。此外，情节看起来太乱，我想绘制更少的箭头，以便情节看起来更好。有没有人知道如何做到这一点？提前致谢。

Answer 1

我认为解决方案看起来像这样：

使用该代码：

import numpy as np
import matplotlib.pylab as plt
from scipy.integrate import odeint
from scipy.misc import derivative

def system(vect, t):
    x, y = vect
    return [x - y - x * (x**2 + 5 * y**2), x + y - y * (x**2 + y**2)]

vect0 = [(-2 + 4*np.random.random(), -2 + 4*np.random.random()) for i in range(5)]
t = np.linspace(0, 100, 1000)

color=['red','green','blue','yellow', 'magenta']

plot = plt.figure()

for i, v in enumerate(vect0):
    sol = odeint(system, v, t)
    plt.quiver(sol[:-1, 0], sol[:-1, 1], sol[1:, 0]-sol[:-1, 0], sol[1:, 1]-sol[:-1, 1], scale_units='xy', angles='xy', scale=1, color=color[i])    

plt.show(plot)    

[编辑：关于指数的一些解释：

• 可以在此处找到箭袋及其参数的定义：http://matplotlib.org/api/pyplot_api.html
• 可以在此处找到箭袋的好例子：https://www.getdatajoy.com/examples/python-plots/vector-fields
• 箭袋需要矢量作为输入，由起点和终点定义（起点和点基本上是点i中的点i和i + 1）
• 因此，矢量数组的长度将比坐标数组的长度短一个
• 为了对此进行补偿并为坐标和向量提供相同长度的数组，我们必须使用索引进行如下操作：
• sol[:-1, 0]（：第一个索引中的-1将删除最后一个坐标）
• sol[1:, 0]（1：在第一个索引中开始丢弃第一个坐标）
因此，
• sol[1:, 0] - sol[:-1, 0]是一种方便的方法，可以创建两个长度为n-1的向量，并以结果为sol[i+1] - sol[i]
的方式减去它们