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用 Python 绘制爱心形状的简单教程

article 2025/2/6 12:40:03

1. 引言

在本教程中，我们将学习如何使用 Python 和 Matplotlib 库来绘制一个简单的爱心形状。这是一个有趣且简单的项目，适合初学者练习图形绘制和数据可视化。

2. 环境准备

首先，确保您的系统上安装了 Python 和 Matplotlib 库。如果还未安装，请使用以下命令进行安装：

pip install matplotlib

3. 代码示例

下面是绘制爱心形状的完整代码示例：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 创建数据
t = np.linspace(0, 2 * np.pi, 1000)
x = 16 * np.sin(t) ** 3
y = 13 * np.cos(t) - 5 * np.cos(2 * t) - 2 * np.cos(3 * t) - np.cos(4 * t)

# 创建绘图
plt.figure(figsize=(8, 6))
plt.plot(x, y, color='red')
plt.fill(x, y, color='red', alpha=0.6)  # 填充颜色
plt.title("Heart Shape")
plt.xlabel("X")
plt.ylabel("Y")
plt.xlim(-20, 20)
plt.ylim(-20, 20)
plt.axhline(0, color='black',linewidth=0.5, ls='--')
plt.axvline(0, color='black',linewidth=0.5, ls='--')
plt.grid()
plt.gca().set_aspect('equal', adjustable='box')  # 使x和y轴等比例
plt.show()

4. 代码讲解

导入库：
- numpy：用于数值计算。
- matplotlib.pyplot：用于绘图。
生成数据：
- 使用 np.linspace 创建 t 的值，这里 t 从 0 到 (2 \pi)。
- 使用数学公式计算心形曲线的 x 和 y 坐标。这里使用了参数方程来表示爱心的形状。
绘制爱心：
- 使用 plt.plot 绘制心形曲线。
- 使用 plt.fill 来填充心形的颜色。
- 设置标题和轴标签，并调整视图范围。
保存和显示图像：
- 通过 plt.show() 显示绘制的爱心。