数据分析与可视化——Matplotlib
Matplolib.pyplot
- 基础语法与常用参数
- 基础语法
- 动态rc参数
- 常用线条参数
- 设置中文显示
- 散点图与折线图
- 散点图
- 折线图
- 直方图，饼图，箱线图
- 直方图
- 饼图
- 箱线图
Matplotlib是一个应用非常广的绘图工具包之一，其中应用最广的是matplotlib.pyplot模块，此模块是一个命令风格函数的集合
基础语法与常用参数
基础语法
我们根据创建一个图形的基础流程来学习基础语法
-
创建画布与创建子图
首先我们要先创建一个画布，这样才有绘制图形的地方，同时创建的画布也是可以被划分成多个部分的，方便在同一张画布上绘制多个图形pyplot.figure(Num=None, figsize=None, dpi=None, facecolor=None, edgecolor=None, frameon=True, FigureClass=, clear=False, **kwargs)
创建一个空白画布，可以指定画布的大小和像素
Num指定画布id，默认自增
figsize指定画布大小，参数为元组，默认为4*4英寸
dpi指定画布像素，参数为整数，表示窗口分辨率
facecolor指定背景颜色
edgecolor指定边框颜色
frameon是否绘制窗口的图框
figureclass？？？
clear对于当前创建的窗口id,如果已经存在则会清除原窗口内容pyplot.figure.add_subplot
创建并选中子图，可以指定子图的行数，列数和选中的编号，参数直接传一个三数字的字符串，第一个数字表示行数，其次是列数，最后是选中的编号，由左向右，由上向下编号
-
添加画布内容
| 函数名称 | 作用 |
|---|---|
| pyplot.title | 在当前图形中添加标题，可以指定名称，位置，颜色，字体大小等 |
| pyplot.xlabel | 在当前图形中添加x轴名称，可以指定位置，颜色，字体大小等 |
| pyplot.ylabel | 在当前图形中添加y轴名称，可以指定位置，颜色，字体大小等 |
| pyplot.xlim | 指定当前图形的x轴范围，只能指定一个数值区间 |
| pyplot.ylim | 指定当前图形的y轴范围，只能指定一个数值区间 |
| pyplot.xticks | 指定x轴刻度的数目与取值 |
| pyplot.yticks | 指定y轴刻度的数目与取值 |
| pyplot.legeng | 指定当前图形的图例，可以指定图例的大小，位置，标签 |
- 保存与显示图形
pyplot.savefig
保存绘制的图形，可以指定图形的分辨率，边缘颜色等pyplot.show
在本机显示图形
实例代码
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
data = np.arange(0, 1, 0.01)# 初始化要用于绘制的数据
plt.title("lines")# 设置标题
plt.xlabel("x")# 设置x轴名称
plt.ylabel("y")
plt.xlim((0, 1))# 设置x轴范围
plt.ylim((0, 1))
plt.xticks([0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1])# 设置x轴刻度
plt.yticks([0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1])
plt.plot(data, data**2)# 绘制y=x^2
plt.plot(data, data**4)# 绘制y=x^4
plt.legend(['y=x^2','y=x^4'])# 设置图例
plt.show()
plt.savefig("./example.png")
plot绘图函数后面讲解
动态rc参数
pyplot使用rc配置文件来定义图形的默认属性，称为rc配置或rc参数，可以动态修改
pyplot.rcParams[参数名] = 取值
常用线条参数
| rc参数名 | 解释 | 取值 |
|---|---|---|
| lines.linewidth | 线条宽度 | 0~10之间，默认1.5 |
| lines.linestyle | 线条样式 | “-” “--” “-.” “:” 四种,默认"-" |
| lines.marker | 线条上点的形状 | "o" "D" "h" "." "," "S"等一共二十种，默认None（具体在下方） |
| lines.markersize | 点的大小 | 0~10，默认为1 |
linestyle取值的含义
-实线--长虚线-.点线:短虚线
linemarker取值的含义
| 取值 | 含义 | 取值 | 含义 |
|---|---|---|---|
| o | 圆圈 | . | 点 |
| D | 菱形 | s | 正方形 |
| h | 六边形#1 | * | 星号 |
| H | 六边形#2 | d | 小菱形 |
| - | 水平线 | v | 一角朝下的三角形 |
| 8 | 八边形 | < | 一角朝左的三角形 |
| p | 五边形 | > | 一角朝右的三角形 |
| , | 像素 | ^ | 一角朝上的三角形 |
| + | 加号 | \ | 竖线 |
| None | 无 | x | X |
设置中文显示
默认的字体无法显示中文，因此需要指定包含中文的字体
pyplot.rcParams['font.sans-serif'] = 'SimHei' 将字体设置为黑体
散点图与折线图
散点图
pyplot.scatter(x, y, s=None, c=None, marker=None, cmap=None, norm=None, vmin=None, alpha=None, linewidth=None, verts=None, edgecolors=None, hold=None, data=None, **kwargs)
几个常用参数
x, y接收array，用于x轴与y轴对应的数据s接收数值或者一维array，指定点的大小c接收颜色或者一维array，指定颜色marker接收特定string,指定点的形状alpha接收0~1的小数，指定点的透明度
折线图
pyplot.plot(*args, **kwargs)
官方只要求输入不定长参数，实际可输入的有
x, y接收array,表示x轴和y轴对应的数据color接收特定string，指定线条颜色，默认Nonelinestyle接收特定string，指定线条类型，默认 -marker接收特定string，指定绘制点的类型，默认Nonealpha接收0~1的小数，指定点的透明度
颜色字符串
| 颜色缩写 | 对应颜色 | 颜色缩写 | 对应颜色 |
|---|---|---|---|
| b | 蓝色 | m | 品红 |
| g | 绿色 | y | 黄色 |
| r | 红色 | k | 黑色 |
| c | 青色 | w | 白色 |
直方图，饼图，箱线图
直方图
pyplot.bar(left, height, width=0.8, bottom=None, hold=None, data=None, **kwargs)
left接收array，指定x轴数据height接收aray，指定x轴数据的数量width接收0~1之间的小数，指定直方图宽度color接收特定string或array，指定直方图颜色
饼图
pyplot.pie(x, explode=None, labels=None, colors=None, autopct=None, pctdistance=0.6, shadow=False, labeldistance=1.1, startangle=None, raduis=None, counterclock=True, Wedgeprops=None, textprops=None, center=(0, 0), frame=False, hold=None, data=None)
x接收array，用于绘制饼图的数据explode接收array，表示指定项距离饼图圆心为n个半径labels接收array，指定每一项的名称color接收特定string或者array，指定饼图颜色autopct接收string，指定数值显示方式pctdistance接收浮点数，指定每一项的比例和距离圆心的半径labeldistance接收浮点数，指定每一项的名称和距离圆心的半径radius饼图半径
箱线图
pyplot.boxplot(x, notch=None, sym=None, vert=None, whis=None, positions=None, widths=None, patch_artist=None, bootstrap=None, usermedians=None, conf_intervals=None, meanline=None, showmeans=None, showcaps=None, showbox=None, showfliers=None, boxprops=None, labels=None, flierprops=None, medianprops=None, meanprops=None, capprops=None, whiskerprops=None, manage_xticks=True, autorange=False, zorder=None, hold=None, data=None)
x接收array，用于绘制箱线图的数据notch接收boolean，表示箱体中间是否有缺口sym接收特定string，指定异常点的形状vert接收boolean，表示图形是横向还是纵向positions接收array，表示图形位置widths接收scalar或者array，表示每个箱体的宽度labels接收array，指定每一个箱线图的标签meanline接收boolean，表示是否显示均值线