Python 函数绘图及函数图像微分与积分

前言

在学校太闲,就写了这个程序,可以绘制函数图像,并且可以绘制其导函数图像和不定积分的图像,效果非常不错。

效果图

说明

1,程序无法绘制复数图像,若函数返回一个复数,将自动取模作为函数值进行绘制。
2,函数的表达式支持Python所有内置函数和math库,time库,random库的函数(要求函数返回的是数字)。
3,@("g(x)")和$("g(x)")是g(x)的导函数和不定积分的固定格式,其中g(x)是被微函数的表达式或者被积函数的表达式,"g(x)"或者'g(x)'表示它是个表达式而不是数字,若不加引号将无法正常微积分。
4,具体使用方法请看效果图,并理解代码。

代码

# Python 3.x
import turtle
from random import *
from math import *
from time import *

def draw():
    turtle.pencolor(random(), random(), random())
    global n, sf
    n = 0
    sf = 0
    while  n > width / (-2 * zoom):
        f = evale(express, n)
        drawf(n, f)
        n -= (1 / zoom)
    n = 0
    sf = 0
    while  n < width / (2 * zoom):
        f = evale(express, n)
        drawf(n, f)
        n += (1 / zoom)

def drawf(n, f):
    if n == 0 or isnan(f.real):
        turtle.penup()
    else:
        turtle.pendown()
    if isnan(f.real):
        f = 0
    elif n.imag != 0:
        f = abs(f)
    if hight / -zoom < f.real < hight / zoom:
        turtle.goto(n * zoom, f.real * zoom)

def drawxy():
    turtle.clear()
    turtle.pencolor(0, 0, 0)
    turtle.penup()
    turtle.goto(0, 0)
    turtle.pendown()
    turtle.goto(width / -2, 0)
    turtle.goto(width / 2, 0)
    turtle.goto(0, 0)
    turtle.goto(0, hight / 2)
    turtle.goto(0, hight / -2)

def format(s):
    s = s.replace("^","**")
    s = s.replace("@","differentiate")
    s = s.replace("$","integral")
    return s

def evale(s, n):
    x = n
    try:
        return eval(s)
    except BaseException:
        return nan

def differentiate(s):
    dx = 0.1 / zoom
    f1 = evale(s, n)
    df = evale(s, n + dx) - f1
    return df / dx

def integral(s):
    global sf
    dx = copysign(1 / zoom, n)
    f1 = evale(s, n)
    df = (f1 + evale(s, n + dx)) / 2
    sf = sf + df * dx
    return sf

def rezoom(n):
    global zoom
    zoom = n
    drawxy()
    draw()

zoom = eval(input("zoom = "))
width = 1280
hight = 720

turtle.setup(width, hight)
turtle.hideturtle()
turtle.delay(0)
turtle.pensize(2)
drawxy()

while True:
    express = format(input("f(x) = "))
    draw()

    while True:
        i = input(": ")
        if i == "break":
            break
        else:
            try:
                print(eval(i))
            except BaseException:
                print("Input error.")

注意

这个程序使用Python 3.x,若需要Python 2.x的程序,请自行修改。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,686评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,668评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 158,160评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,736评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,847评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,043评论 1 291
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,129评论 3 410
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,872评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,318评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,645评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,777评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,470评论 4 333
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,126评论 3 317
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,861评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,095评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,589评论 2 362
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,687评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容