Question

我正在使用sympy和matplotlib，并希望生成一个包含多个图的图形，类似于使用numpy时使用pylab.subplot完成的图形。这应该是微不足道的，或者我认为......

令我惊讶的是，我没有找到一个简单的方法来做到这一点。（a）在多个点评估SymPy表达式并得到一个numpy数组，我可以使用matplotlib或（b）在sympy.plotting中使用类似于pylab.subplot的机制。

示例代码：

import sympy.plotting.plot as symplot
import sympy as sym
x = sym.Symbol('x')
# This opens two different figures...
symplot(x*x, (x, -10, 10))
symplot(x, (x, -10, 10))

有什么想法吗？

Answer 1

这取决于您使用的SymPy版本。

在最新版本（0.7.2）中，您已经有一个绘图模块，可以保证能够绘制任何，并且可以用作后端matplotlib。

在旧版本中，您可以选择使用lambdify这是一个hackish，多数是破坏的帮助函数，它返回一个快速数值函数以与numpy一起使用。然而，它打破了非平凡的表达。

下面我将解释如何使用0.7.2中的绘图模块：

只需在plot中拨打p = plot(expression, (var, start, stop))即可。如果你有matplotlib，它会直接使用它。
如果您想要一些花哨的东西，请提取matplotlib数字：f = p._backend.fig。
停止关心SymPy，你的其余工作都在matplotlib。你可以做任何你想做的事。

SymPy绘图模块背后的想法是能够评估任何可能的表达式，而不是重新实现像matplotlib这样的绘图库。所以只需使用sympy.plotting.plot进行评估，并在matplotlib中进行精美的子图变换。

使用sympy绘图模块比hackish解决方案还有其他优势：检测不连续性和自适应采样，根据功能着色，评估病态复杂的符号表达式（虽然速度慢）。

显然，检查文档。虽然它们不是很好，但很多问题都在那里得到解答：http://docs.sympy.org/0.7.2/modules/plotting.html还要查看sympy示例文件夹中的笔记本。

编辑以解决其他一些问题：

SymPy的绘图模块中没有子图的概念，希望永远不会有一个。正如我上面提到的，SymPy并没有尝试重新实现像matplotlib这样的模块，而是试图提供在另一个模块中易于使用所需的工具（模块之间的接口比具有许多小子模块的大项目更好）。

为了在matplotlib中创建一个带有两个不同情节图的子图（这是一个丑陋的黑客，因为matplotlib不支持图的合并）：

sympy_p1 = sympy.plot(foo)
sympy_p2 = sympy.plot(bar)
matplotlib_fig = plt.figure()
sp1 = matplotlib_fig.add_subplot(121)
sp2 = matplotlib_fig.add_subplot(122)
sp1.add_collection(sympy_p1._backend.ax.get_children()[appropriate_index])
sp2.add_collection(sympy_p2._backend.ax.get_children()[appropriate_index])
matplotlib_fig.show()

为了更新sympy情节（不创建子情节，只添加新表达式），请使用sympy_p1.append(sympy_p2)。这将导致sympy_p1包含foo和bar（不两个子图，而是包含两个表达式的一个图）的图。
< / LI>
在某些情况下，您可能希望使用sympy.plot(..., show=False)。

Answer 2

对于第一个问题，您可以使用lambdify()将表达式转换为函数：

import numpy as np
from sympy import *

x, y = symbols("x, y")
eq = sqrt(x**2 + y**2)

xa = np.random.rand(10)
ya = np.random.rand(10)
f = lambdify((x, y),eq,'numpy')

print f(xa, ya)
print np.sqrt(xa**2 + ya**2)

Answer 3

第二部分的答案可能是使用PlotGrid类：

>>> p1 = plot(x*x, (x, -10, 10), show=False)
>>> p2 = plot(x, (x, -10, 10), show=False)   
>>> PlotGrid(2, 1 , p1, p2)     # grid size or subplot size: 2x1
PlotGrid object containing:
Plot[0]:Plot object containing:
[0]: cartesian line: x*x for x over (x, -10, 10)
Plot[1]:Plot object containing:
[0]: cartesian line: x for x over (x, -10, 10)

此功能不是最新版本的一部分，但可能会在下一版SymPy中使用。您可以在当前development version的SymPy中找到它。

Sympy：生成包含多个子图的图

3 个答案: