python實現蒙特卡羅方法教程

2022-10-04 18:15:09 字數 1631 閱讀 5973

蒙特卡羅方法是一種統計模擬方法,由馮諾依曼和烏拉姆提出,在大量的隨機數下,根據概率估計結果,隨機資料越多,獲得的結果越精確。下面我們將用python實現蒙特卡羅方法。

1.首先我們做乙個簡單的圓周率的近似計算,在這個過程中我們要用到隨機數,因此需要先使用import numpy as np匯入numpy庫。

2.**實現:

www.cppcns.com

import numpy as np

towww.cppcns.comtal = 8000000

count = 0

for i in range(total):

x = np.random.rand()

y = np.random.rand()

dis = (x**2+y**2)**0.5

if dis <= 1:

count = 程式設計客棧count+1

pi = 4*count/total

print(pi)

3.在上面的程式中我們用8000000個隨機數進行投放,這樣得到的結果會更精確一些,執行程式需要一定的時間,最終得到的結果如下

4.下面我們進行一項簡單的應用,下圖為我在畫圖工具中隨便畫的乙個圖,我們可以用蒙特卡羅方法來估算圖中黑色部分的面積。

5.上面的圖形是不規則的,我們只需知道在投放大量隨機數的情況下,隨機數在黑色部分出現的概率,再用總面積相乘即可估算黑色部分的面積。我們知道,黑色的rgb編碼為(0,0,0),所以需要統計rgb編碼為(0,0,0)時隨機數的投放概率即可。

6.**實現:

from pil import image

import numpy as np

im = image.open("c:/users/21974/desktop/handwrite2.png")

total = 9000000

count = 0

defin = 0

width = im.size[0]

height = im.size[1]

for i in range(total): #用蒙特卡羅方法獲得估計值

x = np.random.randint(0, width-1)

y = np.random.randint(0, height-1)

k = im.getpixel((x, y))

if k[0]+k[1]+k[2] == 0:

count += 1

print(int(width*height*count/total))

for i in range(width): #用遍歷獲得準確值

for j in range(height):

k = im.getpixel((i, j))

if k[0] + k[1] + k[2] == 0:

defin += 1

print(defin)

上面的**可分為兩部分,第乙個for後面是用蒙特卡羅方法獲得的面積的估計值,第二個for後面是用遍歷所有畫素點的方法獲得的面積的精確值,獲得兩個輸出後進行對比。

我們在上面的程式中採用了9000000個隨機數,可以看出兩個輸出結果相差並不大。

本文標題: python實現蒙特卡羅方法教程

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蒙特卡羅方法 python 實現

蒙特卡羅 monte carlo 方法的精髓 用統計結果去計算頻率,從而得到真實值的近似值。import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from matplotlib.patches import circle 投點次數 n 10000 圓的...

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蒙特卡羅方法

概念 蒙特卡羅方法又稱統計模擬法 隨機抽樣技術 是一種隨機模擬方法,以概率和統計理論方法為基礎的一種計算方法,是使用隨機數來解決很多計算問題的方法。將所求解的問題同一定的概率模型相聯絡,用電子計算機實現統計模擬或抽樣,以獲得問題的近似解。為象徵性地表明這一方法地概率統計特徵,故借用賭城蒙特卡羅命名。...