python数据分析三剑客基础之matpoltlib初解

一、什么是matplotlib？

　　python的底层绘图工具，主要做数据可视化图表，源自matplot。

二、为什么要学matplotlib？

　　1、它能将数据进行可视化，更直观的呈现出来

　　2、它能让数据更加客观，更具有说服力

三、为什么三剑客【numpy、pandas、matplotlib】我要先学matplotlib？

　　因为其他的几个都是基于数据本身进行操作，但不具备可视化能力，所以，看不出有什么高大上的地方。

四、matplotlib的基本要点

　　我们先来展示一张matplotlib绘制的简单图表（讲真，简单图表方面，我觉得还是Excel来的好，但是数据量庞大的话，Excel可能就崩溃了）

　　　

　　图上，每一个红色点都是一个坐标（小学数据知识），通过连接不同坐标，构成了一张折线图（X/Y 轴就不再赘述了），这就是matplotlib最简单的构图

　　那么如何利用matplotlib来构建图表，就是我们接下来要说的。

五、matplotlib简单构图

　　例如：假设一天中每隔两个小时(range(2,26,2))的气温(℃)分别是[15,13,14.5,17,20,25,26,26,27,22,18,15]，现在要求绘制出来这个图形。

# 首先导入模块库的功能，即从matplotlib中导入pyplot这个绘图功能
from matplotlib import pyplot  as plt

#定义x、y轴的数据
x = range(2,26,2)

y =[15,13,14.5,17,20,25,26,26,27,22,18,15]

#这里也可以不写x/y，只是在利用函数的时候，别写错对应位置 

#绘图，方法括号内，第一个对象是x轴，第二个是y轴 
plt.plot(x,y) 

#利用pycharm展现图片
plt.show()

　　到这里，简单的绘图就好了。

　　补充知识点：这里的plt.plot（）函数，是用来绘制折线图

　　运行pycharm，我们就可以得到下图

　　

　　EMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM..........

　　一个好消息，一个坏消息。

　　好消息是------我们图画出来了，是的，对照题干检查，毫无问题

　　坏消息是------离开题目，谁特么知道你画的这是什么鬼！

六、图片加工

　　是的，这个图片需要进一步加工，比如提出以下需求：

　　1、设置图片大小、清晰度：我们需要1080高清无码图

　　2、告诉读者x/y轴分别是什么

　　3、调整下x/y轴的刻度间距

　　4、线条是不是可以更好看一点？

　　5、标记几个特殊位置，最高点，最低点？

　　6、加个水印啥的，这是我原创！

　　7、保存到当地，以方便我以后使用

　　

# 首先导入模块库的功能，即从matplotlib中导入pyplot这个绘图功能
from matplotlib import pyplot as plt

#定义x、y轴的数据
x = range(2,26,2)
y =[15,13,14.5,17,20,25,26,26,27,22,18,15]

#告诉matplotlib你需要的图片的格式大小和清晰度
#在figsize=（）的括号内传入图片的长、宽（注意顺序是长、宽）
#同时dpi是清晰度，常态图片我们用80/90 这样子，看你自己需求来调整；如果图像模糊，也通过修改dpi值来调整
#注意，这一步要在绘图前规定好，因为底层要根据这个需求来设立图形框架，其他的，都可以视作对图形的修饰，是在图形出现之后
fig = plt.figure(figsize=(20,8),dpi=80)

#绘图，方法括号内，第一个对象是x轴，第二个是y轴
plt.plot(x,y)

#调整x轴
#调整x轴的刻度，即将x这个列表对应到x轴上去
plt.xticks（x）

#x轴的说明

plt.xlabel('时间')
plt.ylabel('温度，单位℃')

#同样y轴有个yticks方法，但因为我们y本身列表不具备规律性，我们重新做调整, 
#创建一个12到28，步长为2的列表作为y轴的对应刻度 
y1 = range(12,30,2) 
plt.yticks(y1)

#利用savefig方法保存到当地 
plt.savefig('./img1.png')

#利用pycharm展现图片 
plt.show()

　　然后我们得到以下的图片

　　

　　清晰多了，起码大概能看明白了。不过，那几个框框是什么情况？中文呢？被吃了？

　　 如何让中文显示出来？有两种方法

　　最简单的，在Windows下，pycharm中在导入库之后，设置下中文的对应字体

　　plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['Microsoft YaHei']  # 加上这一句就完事儿了，但据说作用局限性比较大，反正我是好用，=[ ]内是字体名字，具体百度

　　通用方法：导入matplotlib里面的字体库功能

from matplotlib import font_manager
my_font = font_manaeger.FontProperties(fname='C:\Windows\Fonts\simkai.ttf')

　　接下来在你代码中每一个需要中文的地方，添加一个参数变量：fontporperties = my_font，具体的可以看看百度，我个人用第一种，简单粗暴无脑

　　我们再举一个例子试试：

　　题干： 如果列表a表示10点到12点的每一分钟的气温,如何绘制折线图观察每分钟气温的变化情况?

　　　　　　a= [random.randint(20,35) for i in range(120)]

　　是不是没看懂这个a？这是个列表推导式，i从0到119，每一次都从20到35之间生成一个随机整数。

　　对上述题干进行分析，

　　就是10时01分-11时，11时01分-12时内共有120个数字，那么y轴是温度，x轴是时间；正常向的新手，在这里就会犯难，你这个x轴不讲道理啊，这个刻度怎么标，难道我去手写？

　　手写行不行？

x = [ ]
for i in range（0,120）:
    if i < 60:
        n = '10时{}分'.format(i)
    else:
        n = '11时{}分'.format(i-60)
    x.append(n)

　　然后，我们在进行画图，将 x 作为x轴坐标试试

　　还行【昧着良心】

　　还行【昧着良心】

　　但是这个x轴是什么鬼啊！刻度太密，导致GG

　　这里推荐一个稍微舒服一点的写法，x轴，先用0-119这120个数字来展现，然后再通过xticks方法来替换x轴如下：

　　

from matplotlib import pyplot as plt
import random
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['Microsoft YaHei']

fig = plt.figure(figsize=(10,5),dpi=80)

x1 = range(0,120)
a = [random.randint(20,35) for i in range(120)]

plt.plot(x1, a)

x = []
for i in range(0,120):
    if i < 60:
        n = '10时{}分'.format(i)
    else:
        n = '11时{}分'.format(i-60)
    x.append(n)

plt.xlabel('时间')
plt.ylabel('温度，单位℃')
plt.show()

　　绘制图形如下：

　　这样我们就能清晰看出来图片状况，接下来，就是替换x轴了我代码里面已经准备了x的列表，但是，如果直接替换，就又双叒叕变成之前的样子，我们要先调整下x轴刻度，因为x列表里面是120个数据，直接替换，他就全写上去了，但是以20位差有点大，调整为10吧

，添加如下代码 plt.xticks(x1[::10], x[::10]) ，它的意思就是，修改x轴刻度，首先x1修改为步长为10，相应的，x也修改为步长10，确保跟x1对应。

　　

from matplotlib import pyplot as plt
import random
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['Microsoft YaHei']

fig = plt.figure(figsize=(10,5),dpi=80)

x1 = range(0,120)
a = [random.randint(20,35) for i in range(120)]

plt.plot(x1, a)

x = []
for i in range(0,120):
    if i < 60:
        n = '10时{}分'.format(i)
    else:
        n = '11时{}分'.format(i-60)
    x.append(n)

#修改x轴刻度（需要理解下）
plt.xticks(x1[::10], x[::10])
plt.xlabel('时间')
plt.ylabel('温度，单位℃')
plt.show()

　　新图如下：

　

　　是不是清晰多了

　　那么有的大佬会问，你最后一个坐标呢，我想，这个自己调吧，，，，我敲字敲累了，，，，，

　　有人还会说，x轴还是有点紧，怎么解决，简单啊，把x轴的刻度写带点弧度就是了呀

　　在修改x轴刻度那里加入一个参数：plt.xticks(x1[::10], x[::10]，rotation= 45)

　　还有这个图表的标题使用plt.title（‘标题’）来处理，直接上源代码给各位

　　

from matplotlib import pyplot as plt
import random
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['Microsoft YaHei']

fig = plt.figure(figsize=(10,5),dpi=80)

x1 = range(0,120)
a = [random.randint(20,35) for i in range(120)]

plt.plot(x1, a)

x = []
for i in range(0,120):
    if i < 60:
        n = '10时{}分'.format(i)
    else:
        n = '11时{}分'.format(i-60)
    x.append(n)

#修改x轴刻度（需要理解下）
plt.xticks(x1[::5], x[::5]，rotation= 45)
plt.xlabel('时间')

plt.ylabel('温度，单位℃')

plt.title('10点到12点的气温状况')

plt.show()

　　图片效果如下：

　　

　　这样，matplotlib基本图形构造就完成了，部分细节再完善下就好。