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# coding: utf-8

# ## IPythonでインタラクティブな図を作ろう

# IPythonでインタラクティブな図を作る方法を紹介します。一番簡単なのはインタラクティブなUIを自動的に作成する`interact`関数 (`IPython.html.widgets.interact`) を使う方法です。
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# * 注１）この記事よりもう少し詳しい説明は [Interactの使い方](http://nbviewer.ipython.org/gist/tanemaki/de772cdbea35db2d9a23#) としてnbviewerにまとめておきましたので、興味のある方はそちらもどうぞ。
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# * 注２）[この記事のIPython Notebook](http://nbviewer.ipython.org/gist/tanemaki/904ffaa754c0e3481741)はそのままnbviewerからダウンロードできます。インタラクティブな描画を手軽に試したい方はどうぞ。

# 最初に必要となるモジュールを読み込みます。

# In[1]:


from __future__ import print_function
from IPython.html.widgets import interact, interactive, fixed
from IPython.html import widgets


# その上で、まずはインタラクティブに操作したい関数を定義します。

# In[2]:


def f(x):
    print(x)


# 次に、`interact`関数の第一引数に操作したい関数を渡し、キーワード引数としてそれっぽい引数（widget abbreviation）を渡します。たったこれだけです。下のコードを実行するとスライダーが現れ、クリクリできて楽しいです。

# In[3]:


interact(f, x=(-10, 10, 2));


# んで、上と下はまったく同義。上がwidget abbreviationを渡す方法で、下がwidgetのインスタンスを渡す方法です。

# In[4]:


interact(f, x=widgets.IntSliderWidget(min=-10, max=10, step=2, value=0));


# 初期値を設定したい場合は`interact`をデコレータとして使います。

# In[5]:


@interact(x=(-10, 10, 2))
def g(x=8):
    print(x)


# 代表的なウィジェットには以下のようなものがあります。`interact`関数のキーワード引数に渡すのは、左側のそれっぽい引数（widget abbreviation）か、右側のwidgetのインスタンスのどちらかです。
# 
# | キーワード引数 | ウィジェット |
# |:-- |:--|
# | `True` or `False` | `CheckboxWidget` |
# | `u'こんにちは世界！'` | `TextareaWidget` |
# | 整数を用いた `value` or `(min,max)` or `(min,max,step)` | 	 `IntSliderWidget` |
# | 実数を用いた `value` or `(min,max)` or `(min,max,step)` |	 `FloatSliderWidget` |
# | `('orange','apple')` or `{'one':1,'two':2}`|	`DropdownWidget` |

# 描画と合わせると、さらにクリクリするのが楽しくなります。以下の図は $y = A\,sin(\omega x + \alpha)$ をダイナミックに描画するデモです。$A \in [0.1, 4.0], \omega \in [0.1, 4.0], \alpha \in [-\pi, \pi]$という３つのパラメータをスライダーで変化させると、それにあわせて図が変化します。こりゃ楽しい！

# In[6]:


get_ipython().run_line_magic('matplotlib', 'inline')
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np


# In[7]:


@interact(amp=(0.1, 4.0, 0.1), omega=(0.1, 4.0, 0.1), phase=(-np.pi, np.pi, 0.1), 
          fn = {'sin': np.sin, 'cos': np.cos, 'tan': np.tan})
def h(amp=1.0, omega=1.0, phase=0.0, fn=np.sin):
    domain=[-np.pi, np.pi]
    x = np.linspace(domain[0], domain[1], 100)
    y  = amp * fn(omega * x + phase)
    plt.plot(x, y)
    plt.plot(-phase/omega, 0, 'or')
    plt.xlim(domain)
    plt.ylim([-4, 4])