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MatplotlibはPythonのおよび、NumPy用のグラフ描画ライブラリです。多くの場合、IPythonと連携して使われます。

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アルゴリズムとは、定められた目的を達成するために、プログラムの理論的な動作を定義するものです。

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Pythonは、コードの読みやすさが特徴的なプログラミング言語の1つです。 強い型付け、動的型付けに対応しており、後方互換性がないバージョン2系とバージョン3系が使用されています。 商用製品の開発にも無料で使用でき、OSだけでなく仮想環境にも対応。Unicodeによる文字列操作をサポートしているため、日本語処理も標準で可能です。

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1回答

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Pythonのグラフ描画につかうmatplotlibが中でどういった演算をしているのか知りたい

george6493

総合スコア25

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投稿2020/12/26 17:38

pythonでグラフ描画をする際にはmatplotlibが使われますが、このメソッドのなかには単純に指定された座標をプロットするだけではなく、例えば微分方程式を解いて解軌道を表示してくれるものがあります。それがplt.streamplotというもので、メッシュと微分方程式を与えるとメッシュを初期値とした解軌道を美しく描いてくれます。

こういった解軌道を表示するのにはplt.quiverが使われているようですが、このメソッドは初期値と、その初期値から任意の幅ずらしたときの数値解を与えなくてはなりません。与える計算結果を算出するには伝統的に四次のRunge-Kutta法が使われていますが、それにたいしてstreamplotはどんな計算をしているのかが気になっており、ソースを読みたいと思っております。というのも、例えば以下の記事でも紹介しているように、streamplotの示した軌道は刻み幅0.1で四次のRunge-Kutta法を適用したときよりも正確であると考えられるからです。

https://qiita.com/rb6412/items/fa8cbc5b3ea027ee754a

#試したこと

python

1import inspect 2 3print(inspect.getsource(plt.streamplot))

こちらのコードで該当のソースを得ましたが、おそらく橋渡し的な役割を果たしている他の関数を呼び出していることがわかっただけでした。

python

1@docstring.copy(Axes.streamplot) 2def streamplot( 3 x, y, u, v, density=1, linewidth=None, color=None, cmap=None, 4 norm=None, arrowsize=1, arrowstyle='-|>', minlength=0.1, 5 transform=None, zorder=None, start_points=None, maxlength=4.0, 6 integration_direction='both', *, data=None): 7 __ret = gca().streamplot( 8 x, y, u, v, density=density, linewidth=linewidth, color=color, 9 cmap=cmap, norm=norm, arrowsize=arrowsize, 10 arrowstyle=arrowstyle, minlength=minlength, 11 transform=transform, zorder=zorder, start_points=start_points, 12 maxlength=maxlength, 13 integration_direction=integration_direction, **({"data": data} 14 if data is not None else {})) 15 sci(__ret.lines) 16 return __ret

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回答1

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自己解決

https://matplotlib.org/3.1.3/_modules/matplotlib/streamplot.html
こちらにソースコードがしっかりのっていた。inspect.getsourceでもメインの関数のところまではたどり着けたけど使われているオブジェクトが網羅できていなかった。

投稿2020/12/26 18:38

george6493

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