import matplotlib.pyplot as plt
from dataclasses import dataclass
@dataclass
class Interval:
start: float = float("-inf")
end: float = float("+inf")
left_open: bool = True
right_open: bool = True
def plot_interval(title="Intervalo", intervals=Interval(), x_axis=None, color="red",
ticks=True, vsep=0):
"""Parámetros:
- title: Lo que aparecerá encima de la gráfica
- startintervals: puntolista de la izquierda delobjetos intervaloInterval a mostrar. Si no se especifica
se usará -infinitorepresentar
- endx_axis: punto de la derecha del intervalovalores a mostrar. Si no se espeficica
se usará +infinito
en el -eje start_openx, end_open:sobre booleanoslos que indican si esos extremosse sonpintará abiertosel
intervalo (por defecto son cerrados). Eso afecta al círculo quese loscomputan representaautomáticamente)
- x_axiscolor: valores a mostrar encolor elde ejela xlínea, sobreflecha losy quecírculo seque pintarárepresenta el
intervalo
- intervaloticks: (porbooleano defectoque elindica ejesi xmostrar vatodos delos -10ticks ao +10)no
- colorvsep: color de la línea, flechaseparación yvertical círculocuando quese representapintan elvarios intervalointervalos
"""
# Si solo se quiere pintar un intervalo se puede pasar éste
# sin necesidad de crear una lista de un solo elemento. En este condicional
# lo convertimos en esa lista
if type(intervals) != list:
intervals = [intervals]
# Recoger todos los extremos de intervalos que no sean infinitos
ptos = []
for i in intervals:
for e in (i.start, i.end):
if abs(e)!=float("inf"):
ptos.append(int(e))
# Y usarlos para decidir el rango x a pintar
if x_axis is None:
if ptos:
x_axis = [min(ptos)-5, max(ptos)+5]
else:
x_axis = [-10, 10]
# Crear la figura
fig = plt.figure(figsize= (10,1))
ax = fig.add_subplot(aspect=1)
# Eliminar todos los bordes y preparar el eje x
for borde in ["left", "top", "right"]:
ax.spines[borde].set_visible(False)
ax.spines["bottom"].set_position(("data", 0))
if ticks:
# Poner todos los enteros en el rango a pintar
ax.set_xticks(range(x_axis[0], x_axis[1]+1))
else:
# Poner solo puntos clave, que serían los extremos del intervalo
# (siempre que no sean infinitos) y el cero
t = [int[float(x) for i in intervals for x in (i.start, i.end) if abs(x)<float("inf") ]
t+=[0]
ax.set_xticks(t)
ax.set_xlim(*x_axis)
ax.tick_params(which="major", axis="x", direction="inout", length=8)
# Dimensionar eje Y y quitarle los ticks
ax.set_yticks([])
ax.set_ylim(-1, 1)
# Preparar algunas variables según los extremos de los intervalos
# sean infinito o no. Las variables que se preparan son:
# x0, x1 (puntos de inicio y fin de la línea roja)
# x0shape, x1shape (si hay que poner un triángulo o círculo en cada extremo)
for y, i in enumerate(intervals):
y = y*vsep # Separar verticalmente las líneas de los intervalos
start, end = i.start, i.end
start_open, end_open = i.left_open, i.right_open
if start==float("-inf"):
x0 = x_axis[0] # Punto en que comienza la linea roja
x0shape = "arrow"
else:
x0 = start
x0shape = "circle"
if end==float("+inf"):
x1 = x_axis[1]
x1shape = "arrow"
else:
x1 = end
x1shape = "circle"
# Pintar la línea roja. El zorder=3 hará que se pinte encima del eje
ax.plot((x0, x1), (y,y), color=color, clip_on=False, zorder=3)
# Pintar los extremos del intervalo
if x0shape == "arrow":
# Si hay que pintar flecha, se pinta un triángulo ("<k")
# El zorder=4 hará que se pinte encima de la línea roja
ax.plot(x0, y, "<k", color=color, markersize=10, clip_on=False, zorder=4)
else:
# Si no hay que pintar flecha, se pinta un círculo
# facecolor es el color de relleno, que depende de si el extremo es abierto o cerrado
c = plt.Circle((x0, y), 0.2, edgecolor=color, facecolor="white" if start_open else color, clip_on=False, zorder=4)
ax.add_patch(c)
if x1shape == "arrow":
ax.plot(x1, y, "k>", color=color, markersize=10, clip_on=False, zorder=4)
else:
c = plt.Circle((x1, y), 0.2, edgecolor=color, facecolor="white" if end_open else color, clip_on=False, zorder=4)
ax.add_patch(c)
# Finalmente añadimos el título
ax.set_title(title)
return ax
Y con una pequeña modificación al código anterior se puede detectar cuándo el resultado de simpy es una unión, para convertirlo en la lista apropiada:
from sympy.parsing.sympy_parser import parse_expr
from sympy import solveset, S, latex
import sympy
ineq = parse_expr("x**2 > 4")
interval = solveset(ineq, domain=S.Reals)
if type(interval) == sympy.sets.sets.Union:
intervals = list(interval.args)
else:
intervals = [interval]
plot_interval(title=latex(ineq, mode="inline"),
intervals=intervals,
color="coral")