球面均匀取点

2018-03-19  本文已影响656人  牛奶芝麻

写一个程序,在单位球面上随机取点,保证随机取到的点是均匀的。

解题思路:

这个题乍一看不知如何下手,但是看到题目中的单位球面,似乎有点思路。

我们知道,单位化是体分布到某个面的投影。具体到这里,是指某个分布到球面的投影。

因此,如果我们找到一个体分布是球对称的,那么它投影到球面上就一定是均匀的了。刚好,标准正态分布(μ = 0,σ = 1)是球对称的。

因此,我们可以随机生成 N (N = 100,200,...) 个服从正态分布的点(x, y, z),然后单位化就是所要求的那 N 个在球面上均匀分布的点。

Python 实现:
import random
class Solution:
    def sphereNormalPoint(self):
        for i in range(100):
            x = random.normalvariate(0,1) # 服从标准正态分布的随机数
            y = random.normalvariate(0,1)
            z = random.normalvariate(0,1)
            r = (x * x + y * y + z * z) ** (1/2)
            print('x = ', x/r, 'y = ', y/r, 'z = ', z/r)

Solution().sphereNormalPoint()
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