Python编程：生成包含多边形信息的20个随机实例并转换为字典

Python编程语言提供了丰富的功能和工具，使得生成包含多边形信息的随机实例变得非常简单。在本文中，我们将展示如何使用Python生成20个随机的多边形实例，并将其转换为字典。

首先，我们需要导入所需的模块和库，以便实现这个任务。我们将使用random模块来生成随机数，并使用matplotlib库来可视化多边形。

import random
import matplotlib.pyplot as plt

接下来，我们定义一个函数generate_polygon来生成多边形的信息。我们将使用随机数生成多边形的顶点坐标，并计算多边形的面积。

def generate_polygon():
    # 生成多边形的顶点数量
    num_vertices = random.randint(3, 6)
  
    # 生成多边形的顶点坐标
    vertices = []
    for _ in range(num_vertices):
        x = random.uniform(0, 10)
        y = random.uniform(0, 10)
        vertices.append((x, y))
  
    # 计算多边形的面积
    area = calculate_area(vertices)
  
    # 返回多边形的信息
    return {'vertices': vertices, 'area': area}

在generate_polygon函数中，我们使用random.randint来生成一个3到6之间的随机数，作为多边形的顶点数量。然后，我们使用random.uniform生成随机的顶点坐标，并将它们添加到vertices列表中。最后，我们调用另一个函数calculate_area来计算多边形的面积，并将多边形信息以字典的形式返回。

接下来，我们定义一个函数calculate_area来计算多边形的面积。我们将使用 Shoelace 公式来计算多边形的面积。

def calculate_area(vertices):
    # 获取多边形的顶点数量
    num_vertices = len(vertices)
  
    # 初始化面积
    area = 0
  
    # 计算面积
    for i in range(num_vertices):
        j = (i + 1) % num_vertices
        area += vertices[i][0] * vertices[j][1]
        area -= vertices[j][0] * vertices[i][1]
  
    area /= 2
  
    return abs(area)

在calculate_area函数中，我们首先获取多边形的顶点数量。然后，我们使用一个循环来遍历多边形的每个顶点，并使用Shoelace公式计算多边形的面积。最后，我们返回该面积的绝对值。

现在，我们可以使用generate_polygon函数生成20个随机多边形实例，并将它们转换为字典。

polygons = []
for _ in range(20):
    polygon = generate_polygon()
    polygons.append(polygon)

在上面的代码中，我们使用一个循环生成20个多边形实例，并将每个实例添加到polygons列表中。

最后，我们可以使用matplotlib库将多边形可视化，并输出多边形的信息。

for polygon in polygons:
    # 获取多边形的顶点坐标
    vertices = polygon['vertices']
  
    # 获取多边形的面积
    area = polygon['area']
  
    # 绘制多边形
    plt.figure()
    plt.title('Polygon with Area: ' + str(area))
    plt.fill(*zip(*vertices))
    plt.show()

在上面的代码中，我们使用一个循环来遍历每个多边形实例，并获取其顶点坐标和面积。然后，我们使用plt.fill函数绘制多边形，并使用plt.show显示多边形。

通过运行以上代码，我们可以生成包含多边形信息的20个随机实例，并将其转换为字典。然后，我们可视化多边形，并输出多边形的面积。

总结起来，使用Python编程生成多边形信息的随机实例并转换为字典非常简单。通过使用随机数生成多边形的顶点坐标，我们可以生成具有不同形状和面积的多边形。我们还可以使用其他库和工具来进一步处理这些多边形实例，例如计算多边形的周长、找到具有最大面积的多边形等。