如何在Python中的循环中找到图形的所有交点？

Question

我绘制了一组特定的圆，如下所示：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

fig = plt.figure(1, figsize=(10,10))
numbers = [2,4,6]

for i in range(1,len(numbers)+1):
    for n in numbers:
        for j in range(1,4):

            x = np.linspace(-20, 25, 100)
            y = np.linspace(-20, 20, 100)

            X, Y = np.meshgrid(x,y)

            F = (X-i)**2 + Y**2 - (numbers[i-1]*j)**2

            ax = plt.gca()
            ax.set_aspect(1)
            plt.contour(X,Y,F,[0])

            plt.grid(linestyle='--')

plt.show()

我收到：

如何找到圆之间的所有交点？

Answer 1

这是一些SymPy代码，用于查找所有交点。 请注意，您的代码会多次生成很多圆圈，因此我将它们放在一组中。 （当然，圆与自身的圆-圆交点本身就是圆，在这种情况下，相交不会返回列表，而只会返回圆。）

from sympy import *
from sympy.geometry import *
import itertools

numbers = [2,4,6]
circles = set()

for i in range(1,len(numbers)+1):
    for n in numbers:
        for j in range(1,4):
            circles.add(Circle(Point(i, 0), numbers[i-1]*j))

all_intersections = []
for c1, c2 in itertools.combinations(circles, 2):
    all_intersections += c1.intersection(c2)

print(all_intersections)
all_intersections_as_tuple = [tuple(p.evalf()) for p in all_intersections]

哪个输出：

[Point2D(5/2, -5*sqrt(23)/2), Point2D(5/2, 5*sqrt(23)/2), Point2D(-3, 0), Point2D(3/2, -3*sqrt(7)/2), Point2D(3/2, 3*sqrt(7)/2), Point2D(2, sqrt(35)), Point2D(2, -sqrt(35))]

将它们添加到您的绘图中：

plt.plot([x for x, y in all_intersections_as_tuple], [y for x, y in all_intersections_as_tuple], 'or', color='red')