Marche pas si aléatoire

Question

Je fais une très longue marche et je m'ennuie, alors je décide de marcher de manière mathématique.

La première image montre les 500 premières étapes et la deuxième image est mon chemin après 50000 étapes. Les couleurs sont principalement destinées à la visualisation.

Mon chemin n'est pas aléatoire, alors comment ai-je choisi mon chemin? S'il vous plaît laissez-moi savoir si vous avez besoin de conseils.

Answer 1

On dirait que tu commences

dessiner un point pour $n=0$ à 10)

et alors

processus pour marcher `` vers l'est '' (dans la direction x positive) et dessiner un point pour chaque $n$

et

faire un virage à gauche de 90 ° quand $n$ est primordial.

Answer 2

Glorfindel a résolu ce problème en quelques minutes, mais pour votre divertissement, j'aimerais montrer la "solution" sous forme de script Python. Téléchargez le fichier des nombres premiers à partir dehttps://primes.utm.edu/lists/small/millions/

Notez que le code pourrait être optimisé. Il met à jour le chiffre pour 1 million de pas en environ une minute sur mon PC.

(désolé, impossible d'encapsuler le code dans des balises spoiler)

# -*- coding: utf-8 -*-
import os

#Use seperate window for plot (when run from Spyder)
if any('SPYDER' in name for name in os.environ):
    from IPython import get_ipython
    get_ipython().run_line_magic('matplotlib', 'qt')

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def fib(n):
    #iterator for Fibonacci sequence
    a, b = 1, 1
    for _ in range(n):
        yield a
        a, b = b, a + b
        
def annot(plist, index, ymax):
   x=plist[index][1]
   y=plist[index][2]
   p=plist[index][0]        
   plt.annotate(str(p),xy=(x,y),xytext=(x+10,y+ymax//10), 
             arrowprops=dict(arrowstyle= '->', color='blue',lw=0.5)  ) 

def readPrimes():
    # read prime  number sequence from file
    #fileName = 'primes-to-100k.txt' ## from https://www.mathsisfun.com/numbers/prime-number-lists.html
    fileName = 'primes1.txt' ## from https://primes.utm.edu/lists/small/millions/
    with open(fileName) as f:
        #skip header
        for i in range(3):
            _ =f.readline()
        strPrimes=f.read().split() 
        
        return np.array([int(p) for p in strPrimes])
    return None


def sequenceSnake(N=1000, D=4, sequence =None):
    if sequence is None:
        primes=np.array(readPrimes())
        sequence=primes
    
    def isInSequence(n):
       index=np.searchsorted(sequence,n)
       return n==sequence[index]
    
    def getCoords4(pos, dir):
       x=pos[0]
       y=pos[1]
       if dir==0:
          return x+1,y
       if dir==1:
          return x,y+1
       if dir==2:
          return x-1,y
       if dir==3:
         return x,y-1
    
    def getCoords8(pos, dir):
       x=pos[0]
       y=pos[1]
       if dir==0:
          return x+1,y
       if dir==1:
          return x+1,y+1
       if dir==2:
          return x,y+1
       if dir==3:
          return x-1,y+1
       if dir==4:
          return x-1,y
       if dir==5:
          return x-1,y-1
       if dir==6:
          return x,y-1
       if dir==7:
          return x+1,y-1
    
    dir=0
    x,y=(0,0)
    p=1
    
    ymax=0
    xlist=[]
    ylist=[]
    clist=[]
    plist=[]
    for i in range(0,N):
        if D==4: 
            x,y=getCoords4((x,y),dir)
        else:
            x,y=getCoords8((x,y),dir)
        if i >= sequence[-1]:
           print("warning: out of range, i="+str(i))
           break
        if isInSequence(i):
           p=i
           plist.append((p,x,y))
           dir=(dir+1)%D
        #print(i, dir)
        if np.abs(y)>ymax:
           ymax=np.abs(y)
        clist.append(p)
        xlist.append(x)
        ylist.append(y)
        
    return xlist, ylist, clist,plist,ymax


#
showAnnotate=False    
showFirstAndLastPrime=True
drawLine=False
n=10000
seqType=0
seq=None # default is prime number sequence.

#different sequences to test
if seqType==1:
    #fibonacci sequence
    seq=np.array(list(fib(1000)))
elif seqType==2:
    #square sequence
    seq=np.arange(1000)**2
elif seqType==3:
    #cumulative random sequence
    seq=np.random.randint(10, size=10000)
    seq=np.cumsum(seq)

    
xlist, ylist, clist,plist, ymax = sequenceSnake(N=n, D=4, sequence=seq)

if drawLine:
    plt.plot(xlist,ylist, 'k-')

plt.scatter(xlist, ylist,  marker='.', c=clist, cmap=plt.cm.prism)
#

if showAnnotate:
   for i,item in enumerate(plist):
       if i%100== 0:
           annot(plist,i, ymax)
        
        
if showFirstAndLastPrime: 
    annot(plist,0, ymax)
    annot(plist,-1, ymax)
      

plt.show()
          

Et une image d'environ 1 million de pas ...

Edit: Pour le plaisir, aussi une image avec des directions: E, NE, N, NW, W, SW, S, SE au lieu de seulement E, N, W, S