Python：循环未给出预期结果

Question

所以我正在尝试编写一个代码来模拟捕食者和猎物的情况，它从少量的捕食者和大量的猎物开始。随着时间的推移，捕食者数量增加，而猎物数量减少，直到猎物数量太少而无法维持捕食者数量。捕食者种群死亡，然后猎物种群能够重新繁殖。只要两个种群之一达到 0，模拟就应该停止，在这种情况下，捕食者种群将随着模拟的时间绘制两个种群，直到它停止。到目前为止，这是我的代码：

import matplotlib.pyplot as plt

def simulate(initialPred, initialPrey, preyGrowth, predationRate, predShrink, predFedBirthRate):
    preyCounts = []
    predatorCounts = []
    predatorI = initialPred
    preyI = initialPrey
    predator = predatorI
    prey = preyI



    while predator > 0 and prey > 0:

            predator = predatorI * (1 - predShrink + predFedBirthRate * preyI)
            prey = preyI * (1 + preyGrowth - predationRate * predatorI)
            predatorCounts.append(predator)
            preyCounts.append(prey)
            predatorI = predator
            preyI = prey


    plt.plot(predatorCounts, 'r', preyCounts, 'b')
    plt.show()      

    return preyCounts, predatorCounts

simulate(50,1000,0.25,0.01,0.05,0.00002)

它的输出是这样的 :

但它应该是这样出来的：

有人可以帮我吗？

*除此之外，每当我将我的绘图代码放在函数之外的函数行之后，其中的值如下所示：

simulate(50,1000,0.25,0.01,0.05,0.00002) 
plt.plot(predatorCounts, 'r', preyCounts, 'b')
plt.show()

它没有绘制函数的值，并表示 predatorCounts 和 preyCounts 未定义。

Answer 1

所以您查看了您的 process/calcs，它似乎是正确的，但您查看了您的结果，它很有趣。打印计数时您会注意到一件事...

print predatorI, preyI

是有一部分捕食者和猎物在现实世界中是没有意义的。您正在尝试模拟现实世界。您所有的 rate 参数可能都基于整体，而不是小数部分。所以你决定在你的模拟中不能有任何小数生物，你只在人口增长计算后处理整个生物（整数）......

您的函数 return 是计数向量。如果您想将绘图语句移到函数之外，您需要将函数的 return 值分配给一个名称，然后将它们用于绘图。

prey, predator, = simulate(50,1000,0.25,0.01,0.05,0.00002) 
plt.plot(predator, 'r', prey, 'b')
plt.show()

以下是有关名称、范围、命名空间的文档中的一些内容 https://docs.python.org/3/tutorial/classes.html#a-word-about-names-and-objects https://docs.python.org/3/reference/executionmodel.html#naming-and-binding

随着语言的使用增多，您可能需要定期阅读它们。

Answer 2

如果我用起始种群和对种群使用 int() 截断来初始化你的绘图数据，我得到你说你应该看到的情节：

import matplotlib.pyplot as plt

def simulate(initialPred, initialPrey, preyGrowth, predationRate, predShrink, predFedBirthRate):
    preyCounts = [initialPrey]
    predatorCounts = [initialPred]
    predator = initialPred
    prey = initialPrey

    while predator > 0 and prey > 0:
        predatorScaleFactor = 1.0 - predShrink + predFedBirthRate * prey
        preyScaleFactor = 1.0 + preyGrowth - predationRate * predator
        predator = int(predator * predatorScaleFactor)
        prey = int(prey * preyScaleFactor)
        predatorCounts.append(predator)
        preyCounts.append(prey)

    plt.plot(predatorCounts, 'r', preyCounts, 'b')
    plt.show()

    return preyCounts, predatorCounts

simulate(50, 1000, 0.25, 0.01, 0.05, 0.00002)

Python：循环未给出预期结果

Python: Loop not giving desired result

python

simulation

matplotlib

while-loop