python - 从嵌套字典开发 matplotlib 曲面

Question

我有一个由以下内容生成的数据结构(其中 [a] func1 和 func2 是占位符函数，[b] i1 等是占位符变量值):

def func1(x,y,z):
    return x+y/z

def func2(x,y,z):
    return x/y+z

var1 = [i1, i2, ..., i]
var2 = [j1, j2, ..., j]
var3 = [k1, k2, ..., k]

data_bin = {}

for i in var1:
    data_bin[i] = {}

    for j in var2:
        data_bin[i][j] = {}

        for k in var3:
            data_bin[i][j][k] = [func1(i,j,k), func2(i,j,k)]

这会产生如下数据结构:

{i1 : {j1 : {k1 : [func1_val, func2_val], ...}, ...}, ...}

我正在尝试创建像这样的图(伪代码)

for given i1:
    x-axis = j
    y-axis = k
    z-axis = func1_val

或

for given k1:
    x-axis = i
    y-axis = j
    z-axis = func2_val

如何循环遍历字典，以便将这些值提取到工作箱中以在 matplotlib 或其他东西中使用？

谢谢!

Answer 1

进行 matplotlib 绘图的标准方法是将数据存储在 numpy 数组中。

在本例中，您可以定义一个网格:

mesh1, mesh2, mesh3 = np.meshgrid(var1, var2, var3)

这将定义 3 个 3d 数组，这些数组可以很容易地用作 matplotlib 曲面图的输入。

然后，可以不循环调用该函数，并且直接按元素执行操作。即

res1 = func1(mesh1,  mesh2, mesh3) 

最终使用类似于此伪代码的代码绘制绘图:

for i in var1:
    plt.plot_surface(mesh2[i,:,:], mesh3[i,:,:], res1[i,:,:]) 

然而，在数组非常大的情况下，创建 3d 网格可能会过于消耗内存。因此，构建 2d 网格并循环第三个网格可能是更好的主意。一个例子是:

mesh2, mesh3 = np.meshgrid(var2, var3) # it can be defined outside because only var1 varies during the loop
for i in var1:
    res1 = func1(i,mesh2,mesh3)
    plt.plot_surface(mesh2, mesh3, res1)