完善有墙的二维随机游走，使得“游走者”不能走出矩形区域 A=[xL,xH][yL,yH]。设考虑 np 个粒子初始位置在原点，在有墙的二维随机游走 ns 步，我们设置 xL=yL=− ns ​ ,xH=yH= ns ​ （墙边界可以是浮点值）。 请你编写函数 random_walk2D_barrier(np, ns)，返回 np 个粒子随机游走 ns 步后平均位置的估算值。 提示：首先执行一个方向上的移动。然后测试新位置是否在 A 外。如果在 A 外，则把其这个方向上的位置设置为矩形区域边界值。 要求：产生随机数时使用 numpy 中的函数 randint(1,5)，且每次调用仅产生一个随机数，随机值与方向的对应关系如下：NORTH = 1; SOUTH = 2; WEST = 3; EAST = 4。

下面是实现代码：

import numpy as np

def random_walk2D_barrier(np, ns):
    # 初始化位置
    pos = np.zeros((np, 2))
    # 初始化边界
    xL, xH, yL, yH = -ns, ns, -ns, ns
    for i in range(ns):
        # 产生随机方向
        direction = np.random.randint(1, 5, size=np)
        # 根据方向移动
        pos[:, 0] += np.where(direction == 3, -1, np.where(direction == 4, 1, 0))
        pos[:, 1] += np.where(direction == 1, 1, np.where(direction == 2, -1, 0))
        # 判断是否越界
        pos[:, 0] = np.clip(pos[:, 0], xL, xH)
        pos[:, 1] = np.clip(pos[:, 1], yL, yH)
    # 返回平均位置
    return np.mean(pos, axis=0)

函数中，首先初始化粒子的位置为原点，然后设置矩形区域的边界。在游走的循环中，每次产生一个随机方向，并根据方向在相应的轴上移动。然后判断是否越界，如果越界则将其位置设置为边界值。最后返回所有粒子的平均位置。