Python 绘图库 Matplotlib 入门代码实例

使用Matplotlib,能够轻易生成各种图像,例如:直方图、波谱图、条形图、散点图等。

入门代码实例


代码解析:

1、通过np.linspace生成50个元素均匀的分布在[0,2pi]区间的数组,

2、plt.plot(x,y,"线的样式",label="标记")  # 前两个参数时x,y的取值,第三个参数是线的样式,第四个参数是右上角的标记,和plt.legend()配套使用

3、plt.title("****)设置标题

4、plt.xlim()或plt.ylim()设置x坐标轴或者y坐标轴的范围

5、# 通过xticks或yticks来设置轴的刻度。

6、plt.xlabel("x")设置x轴的名称

常见的颜色:

蓝色:b  青色:c  红色:r  黑色:k

绿色:g  品红:r  黄色:y  白色:w

常见的点:

点:.  方形:s  圆:o  像素:,  三角形:^

常见的线:

直线:-  虚线: - -  点线::  点划线:-.  星号:*

运行结果如下:


添加注释

先上代码;


有时候我们需要对特定的点进行标注,我们可以使用 plt.annotate 函数来实现。

这里我们要标注的点是 (x0, y0) = (π, 0)。

我们也可以使用 plt.text 函数来添加注释。

对于 annotate 函数的参数,做一个简单解释:

'sin(np.pi)=%s' % y0 代表标注的内容,可以通过字符串 %s 将 y0 的值传入字符串;

参数 xycoords='data' 是说基于数据的值来选位置;

xytext=(+30, -30) 和 textcoords='offset points' 表示对于标注位置的描述 和 xy 偏差值,即标注位置是 xy 位置向右移动 30,向下移动30;

arrowprops 是对图中箭头类型和箭头弧度的设置,需要用 dict 形式传入。

一次性绘制多个图形

当需要两组数据进行对比,或者一组数据的不同展示方式,我们就可以在一个窗口中绘制多个图形。

多个图形窗口——figure

一个figure就是一个图形窗口,matplotlib.pyplot会有一个默认的figure,

代码解析:

1、matplotlib在绘制图形的时候都在一个默认的figure中。我们可以通过plt.figure()再创建一个窗口

2、plt.figure()有figsize参数,以数组形式控制窗口的大小

运行结果如下:

多个子图——subplot

  有时候我们需要将多张子图展示在一起,可以使用 plt.subplot()实现。即在调用plot()函数之前需要先调用 subplot()函数。该函数的第一个参数代表子图的总行数,第二个参数代表子图的总列数,第三个参数代表活跃区域。下面绑定了实例,也可以不绑定。

代码解析:

1、subplot(2,2,x)表示将图像窗口分为2行2列。x表示当前子图所在的活跃区域。

2、subplot(2,1,2)将窗口分为两行一列,这个图形画在第二列

3、plt.subplot(2,2,2,sharey=ax1)    # 是与ax1函数共享受一个y轴。

运行结果如下:

注意;subplot函数的参数不仅仅支持上面的这种形式,还可以将三个整数(10之内的)合并一个整数。例如:plt.subplot(2,2,1)可以写成plt.subplot(221),结果是一样的。

常用的图形实例

Matplotlib可以生成非常多的图形,常用的有:线形图、散点图、饼状图、条形图、直方图。我们来依次了解一下。

线形图——plot

先上代码

代码解析:

1、plot函数的第一个数组是横轴的值,第二个数组是纵轴的值,

2、最后一个参数是由两个字符构成,分别是线条的样式和颜色。前者是红色的直线,后者是绿色的点线,关于样式和颜色的说明请参见plor函数的APIDoc:matplotlib.pyplot.plot

运行结果如下:

散点图——scatter

先上代码:

代码解析:

1、这幅图包含三组数据,每组数据都包含了20个随机坐标的位置

2、参数c表示点的颜色,s是点的大小,alpha是透明度

3、plt.colorbar()添加右边的颜色栏

运行结果:

饼状图——pie

先上代码:

代码解析:

1、data是一个包含7个数据的随机数值

2、图中的标签通过labels来指定

3、autopct指定了数值的精度格式

4、plt.axis('equal')设置了坐标轴大小一致

5、plt.legend()指明要绘制图例(见下图的右上角)

运行结果:

柱形图——bar

先上代码:

代码解析:

1、绘制了7个随机值的高度在[0:100]之间的柱形。

2、colors = np.random.rand(N * 3).reshape(N,-1)表示先生成21(Nx3)个随机数,然后将他们组装成7行,那么每行就是三个数,这对应了颜色的三个组成部分。(这里7行-1列是什么意思呀)

3、title是指图形的标题,labels指定了标签,alpha是透明度

4、plt.text()标记柱形的数值

运行结果:

直方图——hist

直方图是描述数据中某范围内数据出现的频率,

先上代码:

代码解析:

[np.random.randint(0, n, n) for n in [3000, 4000, 5000]]生成了包含三个数组的列表。

第一个数组包含了3000个随机数,这些随机数的范围是 [0, 3000)

第二个数组包含了4000个随机数,这些随机数的范围是 [0, 4000)

第三个数组包含了5000个随机数,这些随机数的范围是 [0, 5000)

 2、bins数组用来指定我们显示的直方图的边界,即:[0, 100) 会有一个数据点,[100, 500)会有一个数据点,以此类推。所以最终结果一共会显示7个数据点。

运行结果:

我们看到,三组数据在3000以下都有数据,并且频度是差不多的。但蓝色条只有3000以下的数据,橙色条只有4000以下的数据。这与我们的随机数组数据刚好吻合。

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