Python基础-画图:matplotlib

Python画图主要用到matplotlib这个库。具体来说是pylab和pyplot这两个子库。这两个库可以满足基本的画图需求。

pylab神器:pylab.rcParams.update(params)。这个函数几乎可以调节图的一切属性,包括但不限于:坐标范围,axes标签字号大小,xtick,ytick标签字号,图线宽,legend字号等。

具体参数参看官方文档:http://matplotlib.org/users/customizing.html


scatter和 plot 函数的不同之处

scatter才是离散点的绘制程序,plot准确来说是绘制线图的,当然也可以画离散点。

scatter/scatter3做散点的能力更强,因为他可以对散点进行单独设置
所以消耗也比plot/plot3大
所以如果每个散点都是一致的时候,还是用plot/plot3好以下
如果要做一些plot没法完成的事情那就只能用scatter了

scatter强大,但是较慢。所以如果你只是做实例中的图,plot足够了。


 plt.ion()用于连续显示。

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# plot the real data
fig = plt.figure() ax = fig.add_subplot(1,1,1) ax.scatter(x_data, y_data) plt.ion()#本次运行请注释,全局运行不要注释 plt.show()

首先在python中使用任何第三方库时,都必须先将其引入。即:

import matplotlib.pyplot as plt
  • 1

或者:

from matplotlib.pyplot import *

1.建立空白图

fig = plt.figure()

也可以指定所建立图的大小

fig = plt.figure(figsize=(4,2))

也可以建立一个包含多个子图的图,使用语句:

plt.figure(figsize=(12,6))
plt.subplot(231) plt.subplot(232) plt.subplot(233) plt.subplot(234) plt.subplot(235) plt.subplot(236) plt.show()


其中subplot()函数中的三个数字,第一个表示Y轴方向的子图个数,第二个表示X轴方向的子图个数,第三个则表示当前要画图的焦点。

当然上述写法并不是唯一的,比如我们也可以这样写:

fig = plt.figure(figsize=(6, 6))
ax1 = fig.add_subplot(221) ax2 = fig.add_subplot(222) ax3 = fig.add_subplot(223) ax4 = fig.add_subplot(224) plt.show()

plt.subplot(111)和plt.subplot(1,1,1)是等价的。意思是将区域分成1行1列,当前画的是第一个图(排序由行至列)。

plt.subplot(211)意思就是将区域分成2行1列,当前画的是第一个图(第一行,第一列)。以此类推,只要不超过10,逗号就可省去。

可以看到图中的x,y轴坐标都是从0到1,当然有时候我们需要其他的坐标起始值。 
此时可以使用语句指定:

ax1.axis([-1, 1, -1, 1])

或者:

plt.axis([-1, 1, -1, 1])

效果如下:

 

2.向空白图中添加内容,想你所想,画你所想

首先给出一组数据:

x = [1, 2, 3, 4, 5] y = [2.3, 3.4, 1.2, 6.6, 7.0]

A.画散点图*

plt.scatter(x, y, color='r', marker='+') plt.show()

效果如下:

这里的参数意义:

  1. x为横坐标向量,y为纵坐标向量,x,y的长度必须一致。
  2. 控制颜色:color为散点的颜色标志,常用color的表示如下:

    b---blue c---cyan g---green k----black m---magenta r---red w---white y----yellow

    有四种表示颜色的方式:

    • 用全名
    • 16进制,如:#FF00FF
    • 灰度强度,如:‘0.7’
  3. 控制标记风格:marker为散点的标记,标记风格有多种:

    .  Point marker
    ,  Pixel marker
    o  Circle marker
    v  Triangle down marker 
    ^  Triangle up marker < Triangle left marker > Triangle right marker 1 Tripod down marker 2 Tripod up marker 3 Tripod left marker 4 Tripod right marker s Square marker p Pentagon marker * Star marker h Hexagon marker H Rotated hexagon D Diamond marker d Thin diamond marker | Vertical line (vlinesymbol) marker _ Horizontal line (hline symbol) marker + Plus marker x Cross (x) marker

B.函数图(折线图)

数据还是上面的。

fig = plt.figure(figsize=(12, 6))
plt.subplot(121)
plt.plot(x, y, color='r', linestyle='-') plt.subplot(122) plt.plot(x, y, color='r', linestyle='--') plt.show()

效果如下: 

这里有一个新的参数linestyle,控制的是线型的格式:符号和线型之间的对应关系

-      实线
--     短线
-.     短点相间线
:     虚点线

另外除了给出数据画图之外,我们也可以利用函数表达式进行画图,例如:y=sin(x)

from math import *
from numpy import *
x = arange(-math.pi, math.pi, 0.01) y = [sin(xx) for xx in x] plt.figure() plt.plot(x, y, color='r', linestyle='-.') plt.show()

效果如下:

C.扇形图

示例:

import matplotlib.pyplot as plt
y = [2.3, 3.4, 1.2, 6.6, 7.0] plt.figure() plt.pie(y) plt.title('PIE') plt.show()

效果如下:

D.柱状图bar

示例:

import matplotlib.pyplot as plt
x = [1, 2, 3, 4, 5] y = [2.3, 3.4, 1.2, 6.6, 7.0] plt.figure() plt.bar(x, y) plt.title("bar") plt.show()

效果如下:

 

E.二维图形(等高线,本地图片等)

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.image as mpimg # 2D data delta = 0.025 x = y = np.arange(-3.0, 3.0, delta) X, Y = np.meshgrid(x, y) Z = Y**2 + X**2 plt.figure(figsize=(12, 6)) plt.subplot(121) plt.contour(X, Y, Z) plt.colorbar() plt.title("contour") # read image img=mpimg.imread('marvin.jpg') plt.subplot(122) plt.imshow(img) plt.title("imshow") plt.show() #plt.savefig("matplot_sample.jpg")

效果图:

F.对所画图进行补充

__author__ = 'wenbaoli'


import matplotlib.pyplot as plt
from math import * from numpy import * x = arange(-math.pi, math.pi, 0.01) y = [sin(xx) for xx in x] plt.figure() plt.plot(x, y, color='r', linestyle='-') plt.xlabel(u'X')#fill the meaning of X axis plt.ylabel(u'Sin(X)')#fill the meaning of Y axis plt.title(u'sin(x)')#add the title of the figure plt.show()

效果图: 

画网络图,要用到networkx这个库,下面给出一个实例:

 
import  networkx as nx
import  pylab as plt
=  nx.Graph()
g.add_edge( 1 , 2 ,weight  =  4 )
g.add_edge( 1 , 3 ,weight  =  7 )
g.add_edge( 1 , 4 ,weight  =  8 )
g.add_edge( 1 , 5 ,weight  =  3 )
g.add_edge( 1 , 9 ,weight  =  3 )
 
g.add_edge( 1 , 6 ,weight  =  6 )
g.add_edge( 6 , 7 ,weight  =  7 )
g.add_edge( 6 , 8 ,weight  =  7
 
g.add_edge( 6 , 9 ,weight  =  6 )
g.add_edge( 9 , 10 ,weight  =  7 )
g.add_edge( 9 , 11 ,weight  =  6 )
 
 
 
fixed_pos  =  { 1 :( 1 , 1 ), 2 :( 0.7 , 2.2 ), 3 :( 0 , 1.8 ), 4 :( 1.6 , 2.3 ), 5 :( 2 , 0.8 ), 6 :( - 0.6 , - 0.6 ), 7 :( - 1.3 , 0.8 ),  8 :( - 1.5 , - 1 ),  9 :( 0.5 , - 1.5 ),  10 :( 1.7 , - 0.8 ),  11 :( 1.5 , - 2.3 )}  #set fixed layout location
 
 
 
#pos=nx.spring_layout(g) # or you can use other layout set in the module
nx.draw_networkx_nodes(g,pos  =  fixed_pos,nodelist = [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ],
node_color  =  'g' ,node_size  =  600 )
nx.draw_networkx_edges(g,pos  =  fixed_pos,edgelist = [( 1 , 2 ),( 1 , 3 ),( 1 , 4 ),( 1 , 5 ),( 1 , 9 )],edge_color = 'g' ,width  =  [ 4.0 , 4.0 , 4.0 , 4.0 , 4.0 ],label  =  [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ],node_size  =  600 )
 
 
nx.draw_networkx_nodes(g,pos  =  fixed_pos,nodelist = [ 6 , 7 , 8 ],
node_color  =  'r' ,node_size  =  600 )
nx.draw_networkx_edges(g,pos  =  fixed_pos,edgelist = [( 6 , 7 ),( 6 , 8 ),( 1 , 6 )],width  =  [ 4.0 , 4.0 , 4.0 ],edge_color = 'r' ,node_size  =  600 )
 
nx.draw_networkx_nodes(g,pos  =  fixed_pos,nodelist = [ 9 , 10 , 11 ],
node_color  =  'b' ,node_size  =  600 )
nx.draw_networkx_edges(g,pos  =  fixed_pos,edgelist = [( 6 , 9 ),( 9 , 10 ),( 9 , 11 )],width  =  [ 4.0 , 4.0 , 4.0 ],edge_color = 'b' ,node_size  =  600 )
 
 
plt.text(fixed_pos[ 1 ][ 0 ],fixed_pos[ 1 ][ 1 ] + 0.2 , s  =  '1' ,fontsize  =  40 )
plt.text(fixed_pos[ 2 ][ 0 ],fixed_pos[ 2 ][ 1 ] + 0.2 , s  =  '2' ,fontsize  =  40 )
plt.text(fixed_pos[ 3 ][ 0 ],fixed_pos[ 3 ][ 1 ] + 0.2 , s  =  '3' ,fontsize  =  40 )
plt.text(fixed_pos[ 4 ][ 0 ],fixed_pos[ 4 ][ 1 ] + 0.2 , s  =  '4' ,fontsize  =  40 )
plt.text(fixed_pos[ 5 ][ 0 ],fixed_pos[ 5 ][ 1 ] + 0.2 , s  =  '5' ,fontsize  =  40 )
plt.text(fixed_pos[ 6 ][ 0 ],fixed_pos[ 6 ][ 1 ] + 0.2 , s  =  '6' ,fontsize  =  40 )
plt.text(fixed_pos[ 7 ][ 0 ],fixed_pos[ 7 ][ 1 ] + 0.2 , s  =  '7' ,fontsize  =  40 )
plt.text(fixed_pos[ 8 ][ 0 ],fixed_pos[ 8 ][ 1 ] + 0.2 , s  =  '8' ,fontsize  =  40 )
plt.text(fixed_pos[ 9 ][ 0 ],fixed_pos[ 9 ][ 1 ] + 0.2 , s  =  '9' ,fontsize  =  40 )
plt.text(fixed_pos[ 10 ][ 0 ],fixed_pos[ 10 ][ 1 ] + 0.2 , s  =  '10' ,fontsize  =  40 )
plt.text(fixed_pos[ 11 ][ 0 ],fixed_pos[ 11 ][ 1 ] + 0.2 , s  =  '11' ,fontsize  =  40 )
 
 
 
plt.show()

结果如下:

 
 

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