R: матрица со стрелками направления
Я пытаюсь воспроизвести с помощью R алгоритм, описанный в Sutton and Barto (2018), но мне не удалось создать матрицу со стрелками, как та, которая описана авторами на странице 65:
Я пробовал использовать для этой цели пакет "поля", но без особого успеха.
В Python решение, предложенное Шантуном Чжаном и Кентой Шимадой, основано на использовании символов стрелок: ACTIONS_FIGS = ['←', '↑', '→', '↓'], но это плохо работает с R ...
РЕДАКТИРОВАТЬ: я закодировал начальные действия, и действие обновляется численно следующим образом:
library(data.table)
action_random = data.table(cell=c(1:25))
action_random$action_up = action_random$action_right = action_random$action_down = action_random$action_left = rep(1,25)
action_random$proba = rep(1/4,25)
action_random
Я также смог адаптировать размещенный здесь код , чтобы нарисовать простую сетку с простыми стрелками:
arrows = matrix(c("\U2190","\U2191","\U2192","\U2193"),nrow=2,ncol=2)
grid_arrows = expand.grid(x=1:ncol(arrows),y=1:nrow(arrows))
grid_arrows$val = arrows[as.matrix(grid_arrows[c('y','x')])]
library(ggplot2)
ggplot(grid_arrows, aes(x=x, y=y, label=val)) +
geom_tile(fill='transparent', colour = 'black') +
geom_text(size = 14) +
scale_y_reverse() +
theme_classic() +
theme(axis.text = element_blank(),
panel.grid = element_blank(),
axis.line = element_blank(),
axis.ticks = element_blank(),
axis.title = element_blank())
Однако:
(i) Юникод недоступен для красивого 2 - это четырехсторонние стрелки, указанные в таблице.$\pi_\ast$выше
(ii) ... и поэтому я не пытался закодировать взаимное соответствие между числовыми значениями в таблице "action_random" и красивой таблицей со стрелками в ней ...
Любые подсказки, помогающие решить проблемы (i) и (ii), приветствуются.
Ответы
Вот способ воспроизведения матрицы сеткой + решеткой:
library(grid)
library(lattice)
grid.newpage()
pushViewport(viewport(width = 0.8, height = 0.8))
grid.rect(width = 1, height = 1)
panel.grid(h = 4, v = 4)
direct = function(xCenter, yCenter, type){
d= 0.05
north = function(xCenter, yCenter){
grid.curve(xCenter, yCenter-d ,xCenter, yCenter+d,
ncp = 1, angle = 90, gp=gpar(lwd=1, fill="black"),
inflect = FALSE, shape = 0,
arrow = arrow(type="closed", ends = "last",
angle = 30, length = unit(0.2, "cm")))}
west = function(xCenter, yCenter){
grid.curve(xCenter+d, yCenter ,xCenter-d, yCenter,
ncp = 1, angle = 90, gp=gpar(lwd=1, fill="black"),
inflect = FALSE, shape = 0,
arrow = arrow(type="closed", ends = "last",
angle = 30, length = unit(0.2, "cm")))}
east = function(xCenter, yCenter){
grid.curve(xCenter+d, yCenter ,xCenter-d, yCenter,
ncp = 1, angle = 90, gp=gpar(lwd=1, fill="black"),
inflect = FALSE, shape = 0,
arrow = arrow(type="closed", ends = "first",
angle = 30, length = unit(0.2, "cm")))}
northeast = function(xCenter, yCenter){
grid.curve(xCenter-d, yCenter+d ,xCenter+d, yCenter-d,
ncp = 1, angle = 90, gp=gpar(lwd=1, fill="black"),
inflect = FALSE, shape = 0,
arrow = arrow(type="closed", ends = "both",
angle = 30, length = unit(0.2, "cm")))}
northwest = function(xCenter, yCenter){
grid.curve(xCenter-d, yCenter-d ,xCenter+d, yCenter+d,
ncp = 1, angle = 90, gp=gpar(lwd=1, fill="black"),
inflect = FALSE, shape = 0,
arrow = arrow(type="closed", ends = "both",
angle = 30, length = unit(0.2, "cm")))}
all = function(xCenter, yCenter){
grid.curve(xCenter+d, yCenter ,xCenter-d, yCenter,
ncp = 1, angle = 90, gp=gpar(lwd=1, fill="black"),
inflect = FALSE, shape = 0,
arrow = arrow(type="closed", ends = "both",
angle = 30, length = unit(0.2, "cm")))
grid.curve(xCenter, yCenter-d ,xCenter, yCenter+d,
ncp = 1, angle = 90, gp=gpar(lwd=1, fill="black"),
inflect = FALSE, shape = 0,
arrow = arrow(type="closed", ends = "both",
angle = 30, length = unit(0.2, "cm")))}
switch(type,
'n' = north(xCenter, yCenter),
'e' = east(xCenter, yCenter),
'w' = west(xCenter, yCenter),
'nw'= northwest(xCenter, yCenter),
'ne' = northeast(xCenter, yCenter),
'all' = all(xCenter, yCenter)
)
}
x = seq(0.1, 0.9, by = 0.2)
y = x
centers = expand.grid(x0 = x, y0 = y)
row1 = row2 = row3 = c('ne','n', rep('nw',3))
row4 = c('ne','n','nw','w','w')
row5 = c('e','all','w','all','w')
dir = c(row1,row2,row3,row4,row5)
df = data.frame(centers, dir)
for (k in 1:nrow(df)) direct(df$x0[k], df$y0[k], df$dir[k])
grid.text(bquote(~pi["*"]), y = -0.05)
Использование пакета emojifontпомогает мне получить больше возможностей юникода. В вашем ggplot вы добавляете family='EmojiOne'. Вот пример использования юникода
Подробнее о пакете emojifont здесь
РЕДАКТИРОВАТЬ : Взломать 4-х стороннюю стрелку:
Не самое красивое или более элегантное решение, но вы можете наложить ggplots, используя пакет, magickчтобы получить стрелки направления. Создайте два слоя графика, один со стрелкой влево-вправо ( U+2194), а другой со стрелкой вверх-вниз ( U+2195), затем объедините их (спасибо @ Billy34 за то, что сделал код немного более элегантным):
library(data.table)
library(magick)
library(ggplot2)
library(emojifont)
#layer 1
arrows1 = matrix(c("\U21B4","\U2195","\U2192","\U2193"),nrow=2,ncol=2)
grid_arrows1 = expand.grid(x=1:ncol(arrows1),y=1:nrow(arrows1))
grid_arrows1$val = arrows1[as.matrix(grid_arrows1[c('y','x')])] #layer 2 arrows2 = matrix(c("\U21B4","\U2194","\U2192","\U2193"),nrow=2,ncol=2) grid_arrows2 = expand.grid(x1=1:ncol(arrows2),y1=1:nrow(arrows2)) grid_arrows2$val = arrows2[as.matrix(grid_arrows2[c('y1','x1')])]
ggplot(grid_arrows1, aes(x=x, y=y, label=val),family='EmojiOne') +
geom_tile(fill='NA', colour = 'black') +
geom_text(size = 18) +
geom_text(grid_arrows2,mapping = aes(x=x1, y=y1, label=val),size = 18) +
scale_y_reverse() +
theme_classic() +
theme(
panel.background = element_rect(fill = "transparent"), # bg of the panel
plot.background = element_rect(fill = "transparent", color = NA), # bg of the plot
axis.text = element_blank(),
panel.grid = element_blank(),
axis.line = element_blank(),
axis.ticks = element_blank(),
axis.title = element_blank()# get rid of legend panel bg
)
#save plot as image
ggsave(filename = 'plot1.png', device = 'png', bg = 'transparent')
# read images with package magick
plot1 <- image_read('plot1.png')
image_mosaic(plot1)
ОБНОВИТЬ:
Такой же неприятный, как и предыдущий код, но ближе к тому, что вы ищете ...
Некоторые Юникоды работают только с определенными шрифтами, поэтому первым делом нужно определить, какие шрифты подходят для Юникода, который вы ищете. Вот пример поддержки шрифта для типа стрелки влево, используемой в примере ниже .
Конечно, ни один из шрифтов в списке не является стандартным, потому что жизнь не так проста. Итак, следующим шагом будет установка шрифта. Я использовал шрифт Symbola, который скачал здесь . Скопируйте файл шрифта в каталог R или в папку проекта, если вы используете проекты.
Тогда воспользуйтесь библиотекой showtext . Пакет позволяет использовать системные шрифты в графике (требуется пакет sysfonts). Если шрифт в вашей ОС стандартный, рекомендую посмотреть пакет systemfonts .
В моем примере я использовал стрелки \U1F800и \U1F801, затем, как и в моем предыдущем примере, я перекрывается их ( PS: Вы , возможно , придется дурачиться с nudge_yи nudge_xв , geom_textчтобы получить их правильно выровнены) :
library(data.table)
library(magick)
library(ggplot2)
library(showtext)
#layer 1, upwards arrow
arrows1 = matrix(c("", "\U1F801", "\U1F801", ""),
nrow = 2,
ncol = 2)
grid_arrows1 = expand.grid(x = 1:ncol(arrows1), y = 1:nrow(arrows1))
grid_arrows1$val = arrows1[as.matrix(grid_arrows1[c('y', 'x')])] #layer 2 , leftwards arrow arrows2 = matrix(c("", "\U1F800", "\U1F800", ""), nrow = 2, ncol = 2) grid_arrows2 = expand.grid(x1 = 1:ncol(arrows2), y1 = 1:nrow(arrows2)) grid_arrows2$val = arrows2[as.matrix(grid_arrows2[c('y1', 'x1')])]
#layer 3 , upwards arrow
arrows3 = matrix(c("\U1F801", "", "", "\U1F801"),
nrow = 2,
ncol = 2)
grid_arrows3 = expand.grid(x2 = 1:ncol(arrows3), y2 = 1:nrow(arrows3))
grid_arrows3$val = arrows3[as.matrix(grid_arrows3[c('y2', 'x2')])] #layer 4 , leftwards arrow arrows4 = matrix(c("\U1F800", "", "", "\U1F800"), nrow = 2, ncol = 2) grid_arrows4 = expand.grid(x3 = 1:ncol(arrows4), y3 = 1:nrow(arrows4)) grid_arrows4$val = arrows4[as.matrix(grid_arrows4[c('y3', 'x3')])]
#use function font_add from lybrary showtext
font_add("Symbola", regular = "Symbola_hint.ttf")
# Take a look at the function showtext_auto() as well
ggplot(grid_arrows1,
aes(x = x, y = y, label = val),
family = 'Symbola',
size = 18) +
geom_tile(fill = 'NA', colour = 'black') +
geom_text(
grid_arrows1,
mapping = aes(x = x, y = y, label = val),
family = 'Symbola',
size = 18
) +
geom_text(
grid_arrows2,
mapping = aes(x = x1, y = y1, label = val),
family = 'Symbola',
size = 18,
nudge_x = -0.01
) +
geom_text(
grid_arrows1,
mapping = aes(x = x, y = y, label = val),
family = 'Symbola',
size = 18,
angle = 180
) +
geom_text(
grid_arrows2,
mapping = aes(x = x1, y = y1, label = val),
family = 'Symbola',
size = 18,
angle = 180,
nudge_x = 0.01,
nudge_y = 0.007
) +
geom_text(
grid_arrows3,
mapping = aes(x = x2, y = y2, label = val),
family = 'Symbola',
size = 17,
nudge_y = 0.03
) +
geom_text(
grid_arrows4,
mapping = aes(x = x3, y = y3, label = val),
family = 'Symbola',
size = 17,
nudge_x = -0.021,
nudge_y = -0.01
) +
scale_y_reverse() +
theme_classic() +
theme(
panel.background = element_rect(fill = "transparent"),
# bg of the panel
plot.background = element_rect(fill = "transparent", color = NA),
# bg of the plot
axis.text = element_blank(),
panel.grid = element_blank(),
axis.line = element_blank(),
axis.ticks = element_blank(),
axis.title = element_blank()# get rid of legend panel bg
)
#save plot as image
ggsave(filename = 'plot.png',
device = 'png',
bg = 'transparent')
# read images with package magick
image_read('plot.png')
Вот что у меня получилось:
Я не могу сказать, что это самый красивый код, который когда-либо видел, он настолько хакерский, насколько это возможно, но он может быть полезен! (На это ушло больше времени, чем я хотел бы признать!)