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Meshgrid函数的基本用法

在Numpy的官方文章里,meshgrid函数的英文描述也显得文绉绉的,理解起来有些难度。

可以这么理解,meshgrid函数用两个坐标轴上的点在平面上画网格。

[X,Y]=meshgrid(x,y)

[X,Y]=meshgrid(x)与[X,Y]=meshgrid(x,x)是等同的

[X,Y,Z]=meshgrid(x,y,z)生成三维数组,可用来计算三变量的函数和绘制三维立体图

这里,主要以[X,Y]=meshgrid(x,y)为例,来对该函数进行介绍。

[X,Y] = meshgrid(x,y) 将向量x和y定义的区域转换成矩阵X和Y,其中矩阵X的行向量是向量x的简单复制,而矩阵Y的列向量是向量y的简单复制(注:下面代码中X和Y均是数组,在文中统一称为矩阵了)。

假设x是长度为m的向量,y是长度为n的向量,则最终生成的矩阵X和Y的维度都是 n m (注意不是m n)。

文字描述可能不是太好理解,下面通过代码演示下:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
%matplotlib inline
m, n = (5, 3)
x = np.linspace(0, 1, m)
y = np.linspace(0, 1, n)
X, Y = np.meshgrid(x,y)

查看向量x和向量y

out : array ([ 0. , 0.25 , 0.5 , 0.75 , 1. ]) out : array ([ 0. , 0.5 , 1. ])

查看矩阵X和矩阵Y

out : array ([[ 0. , 0.25 , 0.5 , 0.75 , 1. ], [ 0. , 0.25 , 0.5 , 0.75 , 1. ], [ 0. , 0.25 , 0.5 , 0.75 , 1. ]]) out : array ([[ 0. , 0. , 0. , 0. , 0. ], [ 0.5 , 0.5 , 0.5 , 0.5 , 0.5 ], [ 1. , 1. , 1. , 1. , 1. ]])

查看矩阵对应的维度

X.shape
out:
(3, 5)
Y.shape
out:
(3, 5)

meshgrid函数的运行过程,可以通过下面的示意图来加深理解:

再者,也可以通过在matplotlib中进行可视化,来查看函数运行后得到的网格化数据的结果

plt.plot(X, Y, marker='.', color='blue', linestyle='none')
plt.show()