Matplotlib的小入门

Matplotlib专门用于开发2D图表(包括3D图表)，在日常数据处理中经常需要运用到它，它的用法非常多样，这里记录一些基础用法，算是一个小入门，后面如果有更复杂的画图要求，再进一步学习。

如果有需要绘制某种类型的表格可以访问-->官网文档,下文也会进一步说一下这个网站~

一、实现一个简单的Matplotlib画图

— 以折线图为例

• matplotlib.pyplot模块
  
  import matplotlib.pyplot as plt

• 图形绘制流程：

  • 1.创建画布 -- plt.figure()

    plt.figure(figsize=(), dpi=)
    figsize:指定图的长宽
    dpi:图像的清晰度
    返回fig对象
    

  • 2.绘制图像 -- plt.plot(x, y)

  • 3.显示图像 -- plt.show()

• 实例如下：
  
  

二、认识Matplotlib图像结构

通过了解Matplotlib的图像结构，有利于进一步理解它的画图流程

• 容器层
  • Canvas：画板
  • Figure:画布
    • 每次使用前，需要实例化，比如plt.figure()
  • axex:坐标系
    
    -数据的绘图区域
    
    -辅助显示层
    
    -比如添加一些标题呀，图例呀...
• 图像层
  
  -画的是plot，scatter...

三、基础操作

• 添加x,y轴刻度

  plt.xticks()
  plt.yticks()
  

• 添加网格显示

  plt.grid(linestyle="--", alpha=0.5)
  

• 添加描述信息

   plt.xlabel()
   plt.ylabel()
   plt.title()
  

• 图像保存

  plt.savefig("路径")
  

• 画多条线

  直接进行plt.plt(x,z)添加
  

• 显示图例

  plt.legend(loc="best")
  注意:一定要在plt.plot()里面设置一个label,如果不设置,没法显示
  

• 多个坐标系显示

  plt.subplots(nrows=, ncols=)
  

• 代码实例：

------》

点击查看折叠代码

x = range(60)
y = [random.uniform(15, 18) for i in x]
z = x

#1、创建画布

plt.figure(figsize=(8, 4), dpi=80)  #指定画布大小，像素值

#2、绘制图表

plt.plot(x,y,label="SH")
plt.plot(x,z,label="BJ")

#添加x，y轴刻度
x_ticks = ["12:{}".format(i) for i in x]

#plt.xticks(x[::10],x_ticks[::10])
plt.xticks(x[::5])  #第一个参数可以改变刻度大小，这里选择 5 为刻度间隔

#添加一些细节

plt.grid(linestyle='--', alpha=0.5)  #网格
plt.xlabel("Time(s)")
plt.ylabel("Volt")
plt.title("Temperature")

plt.legend()

#图像保存
#plt.savefig("test.png")

四、官网文档的妙用

Matplotlib能够绘制折线图、散点图、柱状图、直方图、饼图。官网文档这里面有很多类型的图表还有相应代码，有需要可以复制粘贴，修改一下为我所用

比如：柱状图怎么画

点击查看折叠代码

N = 5
menMeans = (20, 35, 30, 35, -27)
womenMeans = (25, 32, 34, 20, -25)
menStd = (2, 3, 4, 1, 2)
womenStd = (3, 5, 2, 3, 3)
ind = np.arange(N)    # x轴刻度

fig, ax = plt.subplots() #多个子图

p1 = ax.bar(ind, menMeans,yerr=menStd, label='Men') #柱状图
p2 = ax.bar(ind, womenMeans,bottom=menMeans, yerr=womenStd, label='Women')

#添加细节信息
ax.axhline(0, color='grey', linewidth=0.8)

ax.set_ylabel('Scores')
ax.set_title('Scores by group and gender')
ax.set_xticks(ind, ['G1', 'G2', 'G3', 'G4', 'G5'])
ax.legend()

plt.show()

这里记录一下常见图图形的API

• 折线图：以折线的上升或下降来表示统计数量的增减变化的统计图

  • 特点：能够显示数据的变化趋势，反映事物的变化情况。(变化)
    
    api：plt.plot(x, y)

• 散点图：用两组数据构成多个坐标点，考察坐标点的分布,判断两变量之间是否存在某种关联或总结坐标点的分布模式。

  • 特点：判断变量之间是否存在数量关联趋势,展示离群点(分布规律)
    
    api：plt.scatter(x, y)

• 柱状图：排列在工作表的列或行中的数据可以绘制到柱状图中。

  • 特点：绘制连离散的数据,能够一眼看出各个数据的大小,比较数据之间的差别。(统计/对比）
    
    api：plt.bar(x, width, align='center', **kwargs)

    Parameters:
    x : 需要传递的数据
    
    width : 柱状图的宽度
    
    align : 每个柱状图的位置对齐方式
        {‘center’, ‘edge’}, optional, default: ‘center’
    
    **kwargs :
    color:选择柱状图的颜色
    

• 直方图：由一系列高度不等的纵向条纹或线段表示数据分布的情况。 一般用横轴表示数据范围，纵轴表示分布情况。

  • 特点：绘制连续性的数据展示一组或者多组数据的分布状况(统计)
    
    api：matplotlib.pyplot.hist(x, bins=None)

    Parameters:
    x : 需要传递的数据
    bins : 组距
    

• 饼图：用于表示不同分类的占比情况，通过弧度大小来对比各种分类。

  • 特点：分类数据的占比情况(占比)
    
    api：plt.pie(x, labels=,autopct=,colors)

    Parameters:
    x:数量，自动算百分比
    labels:每部分名称
    autopct:占比显示指定%1.2f%%
    colors:每部分颜色
    

参考文献

1、Matplotlib简介、结构以及绘制基本图像的代码

2、《Pthon科学计算》-张若愚