如何用Python强大的matplotlib库绘图

matplotlib库支持超过100种数据可视化的显示效果，其功能十分强大。具体可访问下述网址：

https://matplotlib.org/gallery.html

我们一般通过pyplot简单调用使用，引用方法很简单：

一、先看一个简单的例子：

                  

   

 

 

 

 

plt.plot 直接加一个列表，则列表值为y轴，x轴自动设置为列表对应元素的索引值（当为两个列表时，前一个列表为横坐标）；

plt.ylabel可设置坐标轴名称；

plt.axis为设置横纵坐标范围；

plt.savefig为保存图片到当前目录下，这里的dpi指图的质量，即每英寸像素点的数量为600，默认为png格式；plt.show为显示该图形。

 

二、绘图区域分割实现多图显示：

    

plt.subplot(nrows, ncols, plot_number) 用来划分绘图区域并选定某一特定区域，其中nrows和ncols分别为分割区域的行数和列数，plot_number为当前绘图区域（注：该值是按一行一行方式的数来的）。如此便实现了多图显示。

  如果绘制图形区域不是规则的划分，需要用到辅助subplot设计的函数subplot2grid() 。其基本理念为：设定网络，选中网络，确定选中行列区域数量，编号从0开始。

plt.subplot2grid(GridSpec, CurSpec, colspan=1, rowspan=1)

其中第一个参数表示区域划分，第二个参数为选定位置，第三第四个参数分别值列和行的延伸。见下例

    

 

 

三、plot函数常用功能：

  plt.plot(x, y, format_string, **kwargs) 其中x为x轴数据，为列表或numpy数组；y为y轴数据；format_string为控制曲线格式的字符串，可选；**kwargs表示可以多组放置前三个参数，绘制在一张图中（例如绘制多条曲线，注：此时x不可省略）。

  format_string 由颜色字符、风格字符和标记字符组成。

（1）常用颜色字符有：（也可用color='green'设定）

'b' 蓝色    'm'洋红色    'g'绿色    'y'黄色    'r'红色    'k'黑色    'w'白色    '#0080000'RGB某颜色    '0.8'灰度值字符串

（2）常用风格字符有：（也可用linestyle='dashed'设定）

'-'实线    '--'破折线    '-.'点划线    ':'虚线   

（3）常用的标记字符有：（也可用marker='o'设定）

'.'点    ','像素（极小点）    'o'实心圈    'v'倒三角    '^'上三角    '>'右三角    '<'左三角    '1'下花三角

'2'上花三角    '3'左花三角    '4'右花三角    's'实心方形    'p'实心五角    '*'星形    'h'竖六边形   

'H'横六边形    '+'十字    'x'x标记    'D'菱形    'd'瘦菱形    '|'垂直线

      

用法如上例所示。

 

 

四、pyplot的中文显示：

  一般中文是不能够显示在pyplot中的，如果要在图中添加中文可以选择用rcParams将字体进行修改。

rcParams的属性（会改变图中所有的字体）：

'font.family'用于显示字体名称

'font.style'字体风格，正常'normal'或斜体'italic'

'font.size'字体大小，整数字号

  另一种方法更加实用简单，增加一个fontproperties属性，由于这种方法可局部修改字体，因此更推荐使用此方法。

  除了plt.xlabel() , plt.ylabel()还有如下几种文本显示函数

plt.title() 对图形整体增加文本标签； plt.text() 在任意位置增加文本；plt.annotate() 在图形中增加带箭头注释

  为了更好理解本节内容，具体见下例：

熟悉LaTeX编写的人不难发现，'$'符号括起来的部分是LaTeX的语法格式，可输入很多常用的数学符号。
plt.text() 前两个参数表示的是输入文本的起始位置，第三个参数为输入内容，最后为格式；

plt.annotate() 第一个参数为输入内容，第二个参数为箭头指向位置，第三个参数为文本位置，最后为一个字典格式的箭头格式调整参数。

 

五、常用基础图表函数：

plt.plot()绘制坐标图； plt.boxplot()箱形图； plt.bar()条形图； plt.barh()横向条形图； plt.polar()极坐标图； 

plt.pie()饼图； plt.psd()功率谱密度图； plt.specgram()谱图； plt.cohere() X-Y的相关性函数图；

plt.scatter()散点图； plt.step()步阶图； plt.hist()直方图； plt.contour()等值图； plt.vlines()垂直图； 

plt.stem()柴火图； plt.plot_date()数据日期； 

下面介绍几种常用的图标绘制方法：

（1）饼图

   

其中sizes约定各块尺寸，explode指定突出比例，labels给出各块标签，autopct表示显示百分数的方式，shadow指阴影效果，startangle指其实角度。

（2）直方图

    

其中最关键的为前两个参数，第一个是统计数据a；第二个参数bin，指的是直立直方的个数（即在最小值和最大值之间平均划分为bin份，统计每一份的个数并绘图）；normed为1表示出现概率（归一化了），为0表示出现次数；

（3）散点图

    

上述应用的时面向对象的绘图方式，这种方式可以实现更加定制化的绘图，但也更加复杂。

 

六、三维图的绘制：

（1）绘制三维坐标点和线

（2）绘制平面和曲面