平滑多边形

Question

我想知道是否有人可以帮助我解决我在这段代码中做错的事情？

我对编码非常陌生，因此使用相同逻辑编码的简单解决方案将不胜感激。

第一张图是我需要做什么的描述。

这是我的代码：

def smooth_polygon(self, alpha):

        n = len(self.x)
        self.x[0] = (1-alpha)*self.x[0]+alpha*1/2*(self.x[-1] + self.x[1])

        self.y[0] = (1-alpha)*self.y[0]+alpha*1/2*(self.y[-1] + self.y[1])
        
        self.x[-1] = (1-alpha)*self.x[-1]+alpha*1/2*(self.x[-2] + self.x[0])
        
        self.y[-1] = (1-alpha) * self.y[-1] + alpha * 1/2 * (self.y[-2] + self.y[0])
        
        for i in range(1, n-1):
            self.x[i] = (1-alpha)*self.x[i]+1/2*alpha*(self.x[i-1] + self.x[i+1])
            self.y[i] = (1-alpha)*self.y[i]+1/2*alpha*(self.y[i-1] + self.y[i+1])
    

        plt.plot(self.x,self.y, 'k.-')
        plt.show()
        return self.x,self.y

第三张图是红色多边形的绘图，这是正确的平滑多边形：

最后是我的图：

我做错了什么？

Answer 1

如评论中所述，逐个元素修改数组是问题的根源。您可以创建一个新的临时数组，然后移动到位。此外，我喜欢的一种模式是“不可变对象”模式。总而言之，这就是这种方法：

class Polygon:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = [e for e in x]
        self.y = [e for e in y]
        assert len(self.x) == len(self.y), "x and y must have same length"

    @staticmethod
    def smooth_filter(a, alpha):
        roll_neg = a[-1:] + a[:-1]
        roll_pos = a[1:] + a[:1]
        return [(1 - alpha) * u + alpha/2 * (v + w) for u, v, w in zip(a, roll_neg, roll_pos)]

    def smoothed(self, alpha=0.1):
        '''returns a new, smoothed Polygon'''
        return Polygon(
            Polygon.smooth_filter(self.x, alpha),
            Polygon.smooth_filter(self.y, alpha),
        )

    def plot(self, ax=None, **kwargs):
        ax = plt.gca() if ax is None else ax
        ax.plot(self.x + self.x[:1], self.y + self.y[:1], **kwargs)
        return ax

现在举个例子：

# rough approximation of the points in the OP's image
p = Polygon(
    [0, 11, 18, 28, 46, 36, 39, 23, 5, 8],
    [4, 0, 4, 0, 4, 8, 16, 12, 16, 12],
)

fig, ax = plt.subplots(figsize=(5, 4))
p.plot(c='k', ax=ax)
p.smoothed(.5).plot(c='r', ax=ax)