Python 为什么我的模拟人生游戏在几秒钟内就慢下来了？该怪Matplotlib吗？

我正在用python学习OOP，所以为了好玩，今天早上我制作了一个GameOfLife模拟器。当它启动时，它以每秒约20个周期的速度运行（由于添加了

plt.pause（0.05）

I），但在几秒钟内，它的速度降至每秒约2个周期

我无法想象这是算法本身，我也看不到任何明显的内存泄漏来源

matplotlib是否未能转储旧绘图，这是否是导致数千个重叠图像累积的问题？我尝试添加

delim

，但没有帮助

这其实并不重要，但我觉得我可以从答案中学到一些东西

PS如果你认为我的执行很差，那么一定要让我知道，我渴望学习

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from scipy.ndimage import convolve
import time

class GoL():

    KERNEL = np.array([[1, 1, 1],
                       [1, 0, 1],
                       [1, 1, 1]])

    def __init__(self, width, height, p=0.3):
        self.width = width
        self.height = height
        self.matrix = np.random.choice(a=[1, 0], size=(width, height), p=[p, 1 - p])

    def play(self):
        self.plot()
        while True:
            self.cycle()

    def cycle(self):
        c = self.eval()
        for x in range(1,self.width-1):
            for y in range(1,self.height-1):
                c_val = c[x,y]
                if c_val == 3: self.matrix[x,y] = 1 #Alive regardless of whether cell alive or dead
                elif c_val < 2: self.matrix[x,y] = 0 #Dead regardless of whether cell alive or dead
                elif c_val > 3: self.matrix[x,y] = 0 #Dead regardless of whether cell alive or dead
                elif self.matrix[x,y] == 1 and c_val == 2: self.matrix[x,y] = 1 #If a living cell with 2 neighours, live
                else: self.matrix[x,y] = 0 #Only other option is dead with 2 neighbours; die
        self.plot()

    def eval(self):
        c = convolve(self.matrix, GoL.KERNEL, mode='constant')
        return c

    def plot(self):
        im = plt.imshow(self.matrix)
        plt.pause(0.05)
        del im #Added to see if speeds things up; it does not

---

在重用画布之前，应清除旧图形。可以使用matplotlib.pyplot.clf（）清除当前图形（）：

---

希望这有帮助！：）

通过打印

plot

函数中的图像数量，您将看到以前调用的图像仍然存在

print ( len(plt.gca().images) )

在您的情况下，即使删除图像，该数字也会稳步增加，因为它仍然是轴的一部分，因此每次迭代都会重新绘制

最好只绘制一次图像，然后只更新其数据

class GoL():
    # ...

    def __init__(self, width, height, p=0.3):
        self.width = width
        self.height = height
        self.matrix = np.random.choice(a=[1, 0], size=(width, height), p=[p, 1 - p])
        self.im = plt.imshow(self.matrix)

    #  ....

    def plot(self):
        self.im.set_data(self.matrix)
        plt.pause(0.05)
        print len(plt.gca().images)

这将以恒定速度生成动画

---

关于在何处改进守则的问题，有两件事：

使用

matplotlib.animation.FuncAnimation

，因为这样更稳定，并且允许保存终止动画

在numpy数组上使用条件，而不是在矩阵的所有像素上循环

完整代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from scipy.ndimage import convolve
import matplotlib.animation as animation

class GoL():

    KERNEL = np.array([[1, 1, 1],
                       [1, 0, 1],
                       [1, 1, 1]])

    def __init__(self, width, height, p=0.3):
        self.width = width
        self.height = height
        self.matrix = np.random.choice(a=[1, 0], size=(width, height), p=[p, 1 - p])
        self.im = plt.imshow(self.matrix)

    def play(self):
        self.plot()
        self.ani= animation.FuncAnimation(plt.gcf(), self.cycle, repeat=True, interval=50 )
        plt.show()

    def cycle(self, n):
        c = self.eval()
        new = np.zeros_like(self.matrix)
        new[c == 3] = 1
        new[c < 2] = 0
        new[c > 3] = 0
        new[(self.matrix == 1) & (c == 2)] = 1
        self.matrix = new
        self.plot()

    def eval(self):
        return convolve(self.matrix, self.KERNEL, mode='constant')

    def plot(self):
        self.im.set_data(self.matrix)

gol = GoL(width=100,height=100)
gol.play()

导入matplotlib.pyplot作为plt
将numpy作为np导入
从scipy.ndimage导入卷积
将matplotlib.animation导入为动画
类GoL（）：
KERNEL=np.array（[[1,1,1]，
[1, 0, 1],
[1, 1, 1]])
定义初始值（自身、宽度、高度，p=0.3）：
self.width=宽度
自我高度=高度
self.matrix=np.random.choice（a=[1,0]，size=（宽度，高度），p=[p，1-p]）
self.im=plt.imshow（self.matrix）
def播放（自我）：
self.plot（）
self.ani=animation.FuncAnimation（plt.gcf（），self.cycle，repeat=True，interval=50）
plt.show（）
def循环（自身，n）：
c=self.eval（）
new=np.类零（自矩阵）
新[c==3]=1
新[c<2]=0
新[c>3]=0
新的[（self.matrix==1）和（c==2）]=1
self.matrix=新
self.plot（）
def eval（自我）：
返回卷积（self.matrix，self.KERNEL，mode='constant'）
def绘图（自）：
self.im.set_数据（self.matrix）
gol=gol（宽度=100，高度=100）
高尔夫球赛

找到答案的最佳方法是分析代码。你是在使用matplotlibs

ion

还是？我添加了一个更优化、运行更快的解决方案。太棒了！非常感谢。因为您已经创建了一个新的0数组，所以可以删除行

new[c<2]=0

和

new[c>3]=0

，我想……谢谢您，非常直接！

class GoL():
    # ...

    def __init__(self, width, height, p=0.3):
        self.width = width
        self.height = height
        self.matrix = np.random.choice(a=[1, 0], size=(width, height), p=[p, 1 - p])
        self.im = plt.imshow(self.matrix)

    #  ....

    def plot(self):
        self.im.set_data(self.matrix)
        plt.pause(0.05)
        print len(plt.gca().images)

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from scipy.ndimage import convolve
import matplotlib.animation as animation

class GoL():

    KERNEL = np.array([[1, 1, 1],
                       [1, 0, 1],
                       [1, 1, 1]])

    def __init__(self, width, height, p=0.3):
        self.width = width
        self.height = height
        self.matrix = np.random.choice(a=[1, 0], size=(width, height), p=[p, 1 - p])
        self.im = plt.imshow(self.matrix)

    def play(self):
        self.plot()
        self.ani= animation.FuncAnimation(plt.gcf(), self.cycle, repeat=True, interval=50 )
        plt.show()

    def cycle(self, n):
        c = self.eval()
        new = np.zeros_like(self.matrix)
        new[c == 3] = 1
        new[c < 2] = 0
        new[c > 3] = 0
        new[(self.matrix == 1) & (c == 2)] = 1
        self.matrix = new
        self.plot()

    def eval(self):
        return convolve(self.matrix, self.KERNEL, mode='constant')

    def plot(self):
        self.im.set_data(self.matrix)

gol = GoL(width=100,height=100)
gol.play()