Python绘图教程

1.二维绘图

a. 一维数据集

用 Numpy ndarray 作为数据传入 ply

1.

import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(1000) y = np.random.standard_normal(10) print "y = %s"% y x = range(len(y)) print "x=%s"% x plt.plot(y) plt.show()

2.操纵坐标轴和增加网格及标签的函数

import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(1000) y = np.random.standard_normal(10) plt.plot(y.cumsum()) plt.grid(True) ##增加格点 plt.axis('tight') # 坐标轴适应数据量 axis 设置坐标轴 plt.show()

3.plt.xlim 和 plt.ylim 设置每个坐标轴的最小值和最大值

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(1000) y = np.random.standard_normal(20) plt.plot(y.cumsum()) plt.grid(True) ##增加格点 plt.xlim(-1,20) plt.ylim(np.min(y.cumsum())- 1, np.max(y.cumsum()) + 1) plt.show()

4. 添加标题和标签 plt.title, plt.xlabe, plt.ylabel 离散点, 线

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(1000) y = np.random.standard_normal(20) plt.figure(figsize=(7,4)) #画布大小 plt.plot(y.cumsum(),'b',lw = 1.5) # 蓝色的线 plt.plot(y.cumsum(),'ro') #离散的点 plt.grid(True) plt.axis('tight') plt.xlabel('index') plt.ylabel('value') plt.title('A simple Plot') plt.show() 

b. 二维数据集

np.random.seed(2000)
y = np.random.standard_normal((10, 2)).cumsum(axis=0)   #10行2列 在这个数组上调用cumsum 计算赝本数据在0轴(即第一维)上的总和 print y

1.两个数据集绘图

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(2000) y = np.random.standard_normal((10, 2)) plt.figure(figsize=(7,5)) plt.plot(y, lw = 1.5) plt.plot(y, 'ro') plt.grid(True) plt.axis('tight') plt.xlabel('index') plt.ylabel('value') plt.title('A simple plot') plt.show()

2.添加图例 plt.legend(loc = 0)

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(2000) y = np.random.standard_normal((10, 2)) plt.figure(figsize=(7,5)) plt.plot(y[:,0], lw = 1.5,label = '1st') plt.plot(y[:,1], lw = 1.5, label = '2st') plt.plot(y, 'ro') plt.grid(True) plt.legend(loc = 0) #图例位置自动 plt.axis('tight') plt.xlabel('index') plt.ylabel('value') plt.title('A simple plot') plt.show()

3.使用2个 Y轴(左右)fig, ax1 = plt.subplots() ax2 = ax1.twinx()

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(2000) y = np.random.standard_normal((10, 2)) fig, ax1 = plt.subplots() # 关键代码1 plt first data set using first (left) axis plt.plot(y[:,0], lw = 1.5,label = '1st') plt.plot(y[:,0], 'ro') plt.grid(True) plt.legend(loc = 0) #图例位置自动 plt.axis('tight') plt.xlabel('index') plt.ylabel('value') plt.title('A simple plot') ax2 = ax1.twinx() #关键代码2 plt second data set using second(right) axis plt.plot(y[:,1],'g', lw = 1.5, label = '2nd') plt.plot(y[:,1], 'ro') plt.legend(loc = 0) plt.ylabel('value 2nd') plt.show() 

4.使用两个子图(上下,左右)plt.subplot(211)

通过使用 plt.subplots 函数,可以直接访问底层绘图对象,例如可以用它生成和第一个子图共享 x 轴的第二个子图.

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(2000) y = np.random.standard_normal((10, 2)) plt.figure(figsize=(7,5)) plt.subplot(211) #两行一列,第一个图 plt.plot(y[:,0], lw = 1.5,label = '1st') plt.plot(y[:,0], 'ro') plt.grid(True) plt.legend(loc = 0) #图例位置自动 plt.axis('tight') plt.ylabel('value') plt.title('A simple plot') plt.subplot(212) #两行一列.第二个图 plt.plot(y[:,1],'g', lw = 1.5, label = '2nd') plt.plot(y[:,1], 'ro') plt.grid(True) plt.legend(loc = 0) plt.xlabel('index') plt.ylabel('value 2nd') plt.axis('tight') plt.show()

5.左右子图

有时候,选择两个不同的图标类型来可视化数据可能是必要的或者是理想的.利用子图方法:

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(2000) y = np.random.standard_normal((10, 2)) plt.figure(figsize=(10,5)) plt.subplot(121) #两行一列,第一个图 plt.plot(y[:,0], lw = 1.5,label = '1st') plt.plot(y[:,0], 'ro') plt.grid(True) plt.legend(loc = 0) #图例位置自动 plt.axis('tight') plt.xlabel('index') plt.ylabel('value') plt.title('1st Data Set') plt.subplot(122) plt.bar(np.arange(len(y)), y[:,1],width=0.5, color='g',label = '2nc') plt.grid(True) plt.legend(loc=0) plt.axis('tight') plt.xlabel('index') plt.title('2nd Data Set') plt.show()

c.其他绘图样式,散点图,直方图等

1.散点图 scatter

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(2000) y = np.random.standard_normal((1000, 2)) plt.figure(figsize=(7,5)) plt.scatter(y[:,0],y[:,1],marker='o') plt.grid(True) plt.xlabel('1st') plt.ylabel('2nd') plt.title('Scatter Plot') plt.show()

2.直方图 plt.hist

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(2000) y = np.random.standard_normal((1000, 2)) plt.figure(figsize=(7,5)) plt.hist(y,label=['1st','2nd'],bins=25) plt.grid(True) plt.xlabel('value') plt.ylabel('frequency') plt.title('Histogram') plt.show() 

3.直方图 同一个图中堆叠

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(2000) y = np.random.standard_normal((1000, 2)) plt.figure(figsize=(7,5)) plt.hist(y,label=['1st','2nd'],color=['b','g'],stacked=True,bins=20) plt.grid(True) plt.xlabel('value') plt.ylabel('frequency') plt.title('Histogram') plt.show()

4.箱型图 boxplot

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl import matplotlib.pyplot as plt np.random.seed(2000) y = np.random.standard_normal((1000, 2)) fig, ax = plt.subplots(figsize=(7,4)) plt.boxplot(y) plt.grid(True) plt.setp(ax,xticklabels=['1st' , '2nd']) plt.xlabel('value') plt.ylabel('frequency') plt.title('Histogram') plt.show()

5.绘制函数

from matplotlib.patches import Polygon
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt #1. 定义积分函数 def func(x): return 0.5 * np.exp(x)+1 #2.定义积分区间 a,b = 0.5, 1.5 x = np.linspace(0, 2 ) y = func(x) #3.绘制函数图形 fig, ax = plt.subplots(figsize=(7,5)) plt.plot(x,y, 'b',linewidth=2) plt.ylim(ymin=0) #4.核心， 我们使用Polygon函数生成阴影部分，表示积分面积： Ix = np.linspace(a,b) Iy = func(Ix) verts = [(a,0)] + list(zip(Ix, Iy))+[(b,0)] poly = Polygon(verts,facecolor='0.7',edgecolor = '0.5') ax.add_patch(poly) #5.用plt.text和plt.figtext在图表上添加数学公式和一些坐标轴标签。 plt.text(0.5 *(a+b),1,r"$\int_a^b f(x)\mathrm{d}x$", horizontalalignment ='center',fontsize=20) plt.figtext(0.9, 0.075,'$x$') plt.figtext(0.075, 0.9, '$f(x)$') #6. 分别设置x,y刻度标签的位置。 ax.set_xticks((a,b)) ax.set_xticklabels(('$a$','$b$')) ax.set_yticks([func(a),func(b)]) ax.set_yticklabels(('$f(a)$','$f(b)$')) plt.grid(True)

2.金融学图表 matplotlib.finance

1.烛柱图 candlestick

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.finance as mpf start = (2014, 5,1) end = (2014, 7,1) quotes = mpf.quotes_historical_yahoo('^GDAXI',start,end) # print quotes[:2] fig, ax = plt.subplots(figsize=(8,5)) fig.subplots_adjust(bottom = 0.2) mpf.candlestick(ax, quotes, width=0.6, colorup='b',colordown='r') plt.grid(True) ax.xaxis_date() #x轴上的日期 ax.autoscale_view() plt.setp(plt.gca().get_xticklabels(),rotation=30) #日期倾斜 plt.show()

2. plot_day_summary

该函数提供了一个相当类似的图标类型,使用方法和 candlestick 函数相同,使用类似的参数. 这里开盘价和收盘价不是由彩色矩形表示,而是由两条短水平线表示.

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.finance as mpf start = (2014, 5,1) end = (2014, 7,1) quotes = mpf.quotes_historical_yahoo('^GDAXI',start,end) # print quotes[:2] fig, ax = plt.subplots(figsize=(8,5)) fig.subplots_adjust(bottom = 0.2) mpf.plot_day_summary(ax, quotes, colorup='b',colordown='r') plt.grid(True) ax.xaxis_date() #x轴上的日期 ax.autoscale_view() plt.setp(plt.gca().get_xticklabels(),rotation=30) #日期倾斜 plt.show()

3.股价数据和成交量

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np import matplotlib.finance as mpf start = (2014, 5,1) end = (2014, 7,1) quotes = mpf.quotes_historical_yahoo('^GDAXI',start,end) # print quotes[:2] quotes = np.array(quotes) fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2, sharex=True, figsize=(8,6)) mpf.candlestick(ax1, quotes, width=0.6,colorup='b',colordown='r') ax1.set_title('Yahoo Inc.') ax1.set_ylabel('index level') ax1.grid(True) ax1.xaxis_date() plt.bar(quotes[:,0] - 0.25, quotes[:, 5], width=0.5) ax2.set_ylabel('volume') ax2.grid(True) ax2.autoscale_view() plt.setp(plt.gca().get_xticklabels(),rotation=30) plt.show()

3.3D 绘图

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt stike = np.linspace(50, 150, 24) ttm = np.linspace(0.5, 2.5, 24) stike, ttm = np.meshgrid(stike, ttm) print stike[:2] iv = (stike - 100) ** 2 / (100 * stike) /ttm from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D fig = plt.figure(figsize=(9,6)) ax = fig.gca(projection='3d') surf = ax.plot_surface(stike, ttm, iv, rstride=2, cstride=2, cmap=plt.cm.coolwarm, linewidth=0.5, antialiased=True) ax.set_xlabel('strike') ax.set_ylabel('time-to-maturity') ax.set_zlabel('implied volatility') plt.show()