monte_carlo_numpy_plot_pi.py

# Heitetään pisteitä satunnaisesti neliölle
# Osa pisteistä osuu neliön sisällä olevalle neljännesympyrälle
# Tulostetaan heitot
# Lasketaan tuloksista Piin arvo
# Juhani Kaukoranta 26.3.2019
import numpy as np
from numba import jit
import matplotlib.pyplot as plt
import time

@jit(parallel = True)
def monte_carlo_pi(n):
    accum = 0
    # pisteiden x- ja y-koordinaatit satunnaisvektoreina
    # ja x- ja ykoordinaattien neliöt
    x= np.random.random_sample(n)
    y= np.random.random_sample(n)
    x2 = x**2
    y2 = y**2
    # circle-ehdon täyttävät pisteet ympyrän sisällä
    circle = x2 + y2 <= 1
    nocircle = x2 + y2 > 1
    xout = x[nocircle]
    yout = y[nocircle]
    xcircle = x[circle]
    ycircle = y[circle]
    # plottaus
    plt.plot(xcircle, ycircle,'ro')
    plt.plot(xout,yout,'bo')
    plt.axis([0, 1, 0, 1])
    plt.xlabel("Satunnaispisteet ja Piin arvo")
    plt.show()
    # accum sisältää ympyräneljännekseen osuvien pisteiden lukumäärän
    # Piin arvon laskeminen
    accum = np.sum(circle)
    return 4.0*accum/n

pisteita = int(input("Kuinka monta pistettä arvotaan "))
time0 = time.perf_counter()
print("Pii = ",monte_carlo_pi(pisteita))
time1 = time.perf_counter()
print("Aikaa kului ",time1-time0," sekuntia laskentaan, piirtämiseen ja kuvan katsomiseen")