"""
    任务描述
    相关知识
        绘制三维曲线的方法plot()
        绘制三维曲面的方法plot_surface()
        绘制三维散点图的方法scatter(x,y,z,color)
        生成随机数的方法numpy库中的random.randint(a,b,c)
        一维数组元素切片方法array[start:end:step]
    编程要求
    测试说明

任务描述

本关任务：绘制三维曲线图和三维散点图。
相关知识

为了完成本关任务，请认真阅读以下相关知识。
mpl_toolkits.mplot3d是Matplotlib里面专门用来画三维图的工具包，导入该库，即可绘制三维图形。
如果要绘制三维图形，首先需要使用下面的语句导入相应的对象：
import mpl_toolkits.mplot3d
然后使用下面的方法创建三维子图：
ax=plt.subplot(projection='3d')
接下来就可以使用ax的plot()方法绘制三维曲线、plot_surface()方法绘制三维曲面、scatter()方法绘制三维散点图。
绘制三维曲线的方法plot()

代码示例如下：
导入库

    import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt
    import mpl_toolkits.mplot3d

绘制三维坐标系

    ax=plt.subplot(111,projection='3d')

生成绘图数据

    x=np.linspace(0,2*np.pi,300)
    y=np.linspace(0,3*np.pi,300)
    z=50*np.sin(x+y)

绘制三维曲线

    ax.plot(x,y,z)
    plt.show()

上述代码呈现下面的效果：

绘制三维曲面的方法plot_surface()

plot_surface(X, Y, Z, rstride,cstride,color)
参数说明：
X,Y,Z:指定三个坐标轴的数据。
rstride,cstride:分别控制x和y两个方向的步长，这决定了曲面上每个面片的大小。
color：用来指定面片的颜色
绘制三维散点图的方法scatter(x,y,z,color)

参数说明：
x,y,z: 指定散点符号的x、y、z坐标
color：用来指定散点的颜色
生成随机数的方法numpy库中的random.randint(a,b,c)

参数说明：
a:生成随机数的下限。
b:生成随机数的上限。
c:随机数的个数。
一维数组元素切片方法array[start:end:step]

功能：获取一维数组array中从start到end（不包括end）以step为步长所对应元素组成的数组。
step可省略，默认为1。
代码示例如下：

    >>array = np.arange(10)   #生成0-9，步长为1的数组
    >>print(array)
    >>[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]   #数组元素
    >> print(array[3:5])     #获取索引从3到5的数组元素组成的数组
    >>[3 4]

编程要求

在2行2列的绘图区域中绘制三维曲线、曲面和散点点图，要求如下：
1.在第一个绘图区域绘制一条给定数据的三维曲线；
2.在第二个绘图区域绘制一条z=50*sin(x+y)三维曲面，x,y两个方向的步长分别为2,3。
3.在第三个绘图区域绘制三维散点图，x,y,z三个坐标轴的数值分别0-50之间的30个随机数。30个点中，前10个点红色，中间10个点蓝色，最后10个点黄色。
测试说明

平台会对你编写的代码进行测试，若是与预期输出相同，则算通关。

预期输出：
你的答案与正确答案一致

开始你的任务吧，祝你成功！
"""
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import mpl_toolkits.mplot3d
def level4():
    #绘制三维曲线
    plt.figure(figsize=(10, 10))
    #**********begin**********#
    #绘制三维坐标系ax1在二行二列区域的第1个区域中
    ax1=plt.subplot(221,projection='3d')
    #生成绘图数据
    x1=np.linspace(0,2*np.pi,300)
    y1=np.linspace(0,3*np.pi,300)
    z1=50*np.sin(x1+y1)
    #（1）利用plot()绘制曲线(x1,y1,z1)到ax1
    ax1.plot(x1,y1,z1)

    #（2）绘制三维坐标系ax2在二行二列区域的第2个区域中
    ax2=plt.subplot(222,projection='3d')
    #生成绘图数据
    x2,y2=np.mgrid[-2:2:20j,-2:2:20j]
    z2=50*np.sin(x2+y2)
    #（3）利用plot_surface(x2,y2,z2)绘制曲面到ax2，x方向（rstride）步长为2，y方向（cstride）步长为3
    ax2.plot_surface(x2,y2,z2,rstride=2,cstride=3)

    #（4）绘制三维坐标系ax3在二行二列区域的第3个区域中
    ax3=plt.subplot(223,projection='3d')
    #生成绘图数据
    x3=np.random.randint(0,50,30)
    y3=np.random.randint(0,50,30)
    z3=np.random.randint(0,50,30)
    #（5）(x3,y3,z3)按区域绘制不同颜色散点图：[0:10]红色,[10:20]蓝色,[20:30]黄色
    ax3.scatter(x3[0:10],y3[0:10],z3[0:10],color='r')
    ax3.scatter(x3[10:20],y3[10:20],z3[10:20],color='b')
    ax3.scatter(x3[20:30],y3[20:30],z3[20:30],color='y')

    #**********end**********#
    #将绘制的图形保存为指定路径下的图片
    plt.savefig("task4/image1/t4.png")
    #显示创建的绘图对象
    plt.show()