个从-1 到 1 之间的随机值来代表投点的横坐标和纵坐标,并创 立两个列表分别来记录横坐标和纵坐标的值,然后利用公式求 得 Pi 值并用列表记录。调用画图工具将实验过程呈现出来

时间: 2024-09-10 18:29:41 浏览: 41
在Python中,你可以使用`numpy`库来生成-1到1之间的随机点,`matplotlib`库来绘制图表,以及用这些随机点估算π值。首先,我们需要导入所需的库并设置一些参数: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 设置随机点的数量 num_points = 1000000 # 生成随机坐标 random_coordinates = np.random.uniform(low=-1, high=1, size=(num_points, 2)) # 记录横坐标和纵坐标的值 x = random_coordinates[:, 0] y = random_coordinates[:, 1] # 利用圆心(0, 0),半径1的方程判断点是否在圆内 is_in_circle = np.sqrt(x**2 + y**2) <= 1 # 计算落在圆内的点数,这是π的估计值 estimated_pi = 4 * sum(is_in_circle) / len(is_in_circle) # 画图展示随机点和圆 fig, ax = plt.subplots() ax.scatter(x[~is_in_circle], y[~is_in_circle], color='gray', label="Outside") ax.scatter(x[is_in_circle], y[is_in_circle], color='red', label="Inside Circle") ax.legend() ax.set_aspect('equal') plt.title("Estimating Pi using Monte Carlo Method") plt.show() print(f"Estimated value of π is approximately {estimated_pi}")
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1)本游戏包括蛇和食物两个对象。蛇由若干节蛇身组成,每节蛇身包含蛇身横坐 标、蛇身纵坐标、当前蛇身指向前一节蛇身的指针、当前蛇身指向后--节蛇身的指针 等属性,因此定义为-一个结构体,表示如下: struct Snake int x; int y; struct Snake *pre; //指向 当前蛇身的前一-节蛇身struct Snake *next; //指向当前蛇身的后一节蛇身 2)食物包含食物横坐标、食物纵坐标、食物的表示等属性,因此也定义为-一个结构体,表示如下: struct Food intx; int y; charc; // 食物的字符表示 3)主要功能实现 (1)绘制图形:绘制蛇、食物、围墙 void drawPicture(head, &food); //绘制蛇、 食物、围墙 (2)蛇吃到食物:表示蛇头碰到食物,即蛇头的横、纵坐标和食物的横、纵坐标重合。int isSnakeEatMeetFood(Snake * snake , Food *food); //蛇是否吃到食物 (3)蛇身增长:即动态生成一个蛇身结构体,并将之添加到当前蛇尾的后面,建立和当前蛇尾的关联,新添加的蛇身成为新的蛇尾。 Snake * snakeGrow(Snake * head);//蛇身增加一节 (4)随机生成食物:利用结构体指针对结构体成员赋值。 void createFood(Food * food);//生成食物 (5)利用结构体指针操作,判断食物坐标和蛇身坐标是否重叠,如果重叠,需要重新随机生成食物。相应功能写入如下两个函数: int avoidOverlap(Snake *head, Food *food); //如果生成 食物和蛇重叠次数超过阈值,则直接按蛇移动方向设置食物位置 void setFoodLocation(Food *food, Snake * head, int numOverlap, char c);//按蛇移动方向设置食物位置 (6)根据围墙坐标范围和蛇移动方向,调整蛇身和食物的坐标。相应功能写入如下两个函数: void setFoodLocation(Food *food, Snake * head, int numOverlap, char C);//void snakeMove(Snake*head, Snake * rear, char c); //处理蛇的移动 (7)利用蛇的头和尾的结构体指针操作蛇朝向头方向的移动以及对蛇头坐标的控制,防止其移动越界。相应功能写入如下函数: void snakeMove(Snake*head, Snake * rear, char c); //处理蛇的 移动

基于以下代码:# ①建立50×30的随机数据和30个变量 set.seed(123) X <- matrix(rnorm(50*30), ncol=30) y <- rnorm(50) # ②生成三组不同系数的线性模型 beta1 <- rnorm(30, mean=1, sd=0.5) beta2 <- rnorm(30, mean=2, sd=0.5) beta3 <- rnorm(30, mean=3, sd=0.5) # 定义一个函数用于计算线性回归的CV值 cv_linear <- function(X, y, k=10, lambda=NULL) { n <- nrow(X) if (is.null(lambda)) { lambda <- seq(0, 1, length.out=100) } mse <- rep(0, length(lambda)) folds <- sample(rep(1:k, length.out=n)) for (i in 1:k) { X_train <- X[folds!=i, ] y_train <- y[folds!=i] X_test <- X[folds==i, ] y_test <- y[folds==i] for (j in 1:length(lambda)) { fit <- glmnet(X_train, y_train, alpha=0, lambda=lambda[j]) y_pred <- predict(fit, newx=X_test) mse[j] <- mse[j] + mean((y_test - y_pred)^2) } } mse <- mse / k return(mse) } # ③(线性回归中)分别计算这三组的CV值 lambda <- seq(0, 1, length.out=100) mse1 <- cv_linear(X, y, lambda=lambda) mse2 <- cv_linear(X, y, lambda=lambda) mse3 <- cv_linear(X, y, lambda=lambda) # ④(岭回归中)分别画出这三组的两张图,两张图均以lambd为横坐标,一张图以CV error为纵坐标,一张图以Prediction error为纵坐标,两张图同分开在Plots位置 library(glmnet) par(mfrow=c(1,2)) # 画CV error图 plot(lambda, mse1, type="l", xlab="lambda", ylab="CV error", main="Beta1") points(lambda, mse2, type="l", col="red") points(lambda, mse3, type="l", col="blue") # 画Prediction error图 fit1 <- glmnet(X, y, alpha=0, lambda=lambda[which.min(mse1)]) fit2 <- glmnet(X, y, alpha=0, lambda=lambda[which.min(mse2)]) fit3 <- glmnet(X, y, alpha=0, lambda=lambda[which.min(mse3)]) y_pred1 <- predict(fit1, newx=X) y_pred2 <- predict(fit2, newx=X) y_pred3 <- predict(fit3, newx=X) pred_error1 <- mean((y - y_pred1)^2) pred_error2 <- mean((y - y_pred2)^2) pred_error3 <- mean((y - y_pred3)^2) plot(lambda, pred_error1, type="l", xlab="lambda", ylab="Prediction error", main="Beta1") points(lambda, pred_error2, type="l", col="red") points(lambda, pred_error3, type="l", col="blue")。按以下要求修改R代码:将三组的分别以CV error和Prediction error为纵坐标的图,每次Plots位置只会出现同一个组的两张分别以CV error和Prediction error为纵坐标的图

请在以下R代码基础上:# ①建立50×30的随机数据和30个变量 set.seed(123) X <- matrix(rnorm(50*30), ncol=30) y <- rnorm(50) # ②生成三组不同系数的线性模型 beta1 <- rnorm(30, mean=1, sd=0.5) beta2 <- rnorm(30, mean=2, sd=0.5) beta3 <- rnorm(30, mean=3, sd=0.5) # 定义一个函数用于计算线性回归的CV值 cv_linear <- function(X, y, k=10, lambda=NULL) { n <- nrow(X) if (is.null(lambda)) { lambda <- seq(0, 1, length.out=100) } mse <- rep(0, length(lambda)) folds <- sample(rep(1:k, length.out=n)) for (i in 1:k) { X_train <- X[folds!=i, ] y_train <- y[folds!=i] X_test <- X[folds==i, ] y_test <- y[folds==i] for (j in 1:length(lambda)) { fit <- glmnet(X_train, y_train, alpha=0, lambda=lambda[j]) y_pred <- predict(fit, newx=X_test) mse[j] <- mse[j] + mean((y_test - y_pred)^2) } } mse <- mse / k return(mse) } # ③(线性回归中)分别计算这三组的CV值 lambda <- seq(0, 1, length.out=100) mse1 <- cv_linear(X, y, lambda=lambda) mse2 <- cv_linear(X, y, lambda=lambda) mse3 <- cv_linear(X, y, lambda=lambda) # ④(岭回归中)分别画出这三组的两张图,每组两张图均以lambda为横坐标: library(glmnet) par(mfrow=c(2,3)) # 画Beta1的CV error图 plot(lambda, mse1, type="l", xlab="lambda", ylab="CV error", main="Beta1 CV error") # 画Beta1的Prediction error图 fit1 <- glmnet(X, y, alpha=0, lambda=lambda[which.min(mse1)]) y_pred1 <- as.vector(predict(fit1, newx=X)) pred_error1 <- mean((y - y_pred1)^2) lambda <- as.vector(lambda) pred_error1 <- as.vector(pred_error1) if (length(lambda) != length(pred_error1)) { if (length(lambda) > length(pred_error1)) { pred_error1 <- rep(pred_error1, length.out = length(lambda)) } else { lambda <- rep(lambda, length.out = length(pred_error1)) } } plot(lambda, pred_error1, type="l", xlab="lambda", ylab="Prediction error", main="Beta1 Prediction error") # 画Beta2的CV error图 plot(lambda, mse2, type="l", xlab="lambda", ylab="CV error", main="Beta2 CV error") # 画Beta2的Prediction error图 fit2 <- glmnet(X, y, alpha=0, lambda=lambda[which.min(mse2)]) y_pred2 <- predict(fit2, newx=X) pred_error2 <- mean((y - y_pred2)^2) plot(lambda, pred_error2, type="l", xlab="lambda", ylab="Prediction error", main="Beta2 Prediction error") # 画Beta3的CV error图 plot(lambda, mse3, type="l", xlab="lambda", ylab="CV error", main="Beta3 CV error") # 画Beta3的Prediction error图 fit3 <- glmnet(X, y, alpha=0, lambda=lambda[which.min(mse3)]) y_pred3 <- predict(fit3, newx=X) pred_error3 <- mean((y - y_pred3)^2) plot(lambda, pred_error3, type="l", xlab="lambda", ylab="Prediction error", main="Beta3 Prediction error")。对每组数据绘制纵坐标为Prediction error的图的代码进行修改

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