Python--matplotlib绘图可视化知识点整理
Python--matplotlib 绘图可视化知识点整理
强烈推荐 ipython
原文:http://michaelxiang.me/2016/05/14/python-matplotlib-basic/
无论你工作在什么项目上,IPython 都是值得推荐的。利用ipython --pylab
,可以进入 PyLab 模式,已经导入了 matplotlib 库与相关软件包(例如 Numpy 和 Scipy),额可以直接使用相关库的功能。
本文作为学习过程中对 matplotlib 一些常用知识点的整理,方便查找。
这样 IPython 配置为使用你所指定的 matplotlib GUI 后端(TK/wxPython/PyQt/Mac OS X native/GTK)。对于大部分用户而言,默认的后端就已经够用了。Pylab 模式还会向 IPython 引入一大堆模块和函数以提供一种更接近 MATLAB 的界面。
参考
1
|
import matplotlib.pyplot as plt
|
matplotlib 图标正常显示中文
为了在图表中能够显示中文和负号等,需要下面一段设置:
1
|
import matplotlib.pyplot as plt
|
matplotlib inline 和 pylab inline
可以使用ipython --pylab
打开 ipython 命名窗口。
1
|
%matplotlib inline #notebook 模式下
|
这两个命令都可以在绘图时,将图片内嵌在交互窗口,而不是弹出一个图片窗口,但是,有一个缺陷:除非将代码一次执行,否则,无法叠加绘图,因为在这两种模式下,是要有plt
出现,图片会立马show
出来,因此:
推荐在 ipython notebook 时使用,这样就能很方便的一次编辑完代码,绘图。
为项目设置 matplotlib 参数
在代码执行过程中,有两种方式更改参数:
- 使用参数字典 (rcParams)
- 调用 matplotlib.rc() 命令 通过传入关键字元祖,修改参数
如果不想每次使用 matplotlib 时都在代码部分进行配置,可以修改 matplotlib 的文件参数。可以用matplot.get_config()
命令来找到当前用户的配置文件目录。
配置文件包括以下配置项:
axex: 设置坐标轴边界和表面的颜色、坐标刻度值大小和网格的显示
backend: 设置目标暑促 TkAgg 和 GTKAgg
figure: 控制 dpi、边界颜色、图形大小、和子区 (subplot) 设置
font: 字体集(font family)、字体大小和样式设置
grid: 设置网格颜色和线性
legend: 设置图例和其中的文本的显示
line: 设置线条(颜色、线型、宽度等)和标记
patch: 是填充 2D 空间的图形对象,如多边形和圆。控制线宽、颜色和抗锯齿设置等。
savefig: 可以对保存的图形进行单独设置。例如,设置渲染的文件的背景为白色。
verbose: 设置 matplotlib 在执行期间信息输出,如 silent、helpful、debug 和 debug-annoying。
xticks 和 yticks: 为 x,y 轴的主刻度和次刻度设置颜色、大小、方向,以及标签大小。线条相关属性标记设置
用来该表线条的属性
线条风格 linestyle 或 ls | 描述 | 线条风格 linestyle 或 ls | 描述 | |
---|---|---|---|---|
‘-‘ | 实线 | ‘:’ | 虚线 | |
‘–’ | 破折线 | ‘None’,’ ‘,’’ | 什么都不画 | |
‘-.’ | 点划线 |
线条标记
标记 maker | 描述 | 标记 | 描述 | |
---|---|---|---|---|
‘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 |
颜色
可以通过调用matplotlib.pyplot.colors()
得到 matplotlib 支持的所有颜色。
别名 | 颜色 | 别名 | 颜色 | |
---|---|---|---|---|
b | 蓝色 | g | 绿色 | |
r | 红色 | y | 黄色 | |
c | 青色 | k | 黑色 | |
m | 洋红色 | w | 白色 |
如果这两种颜色不够用,还可以通过两种其他方式来定义颜色值:
- 使用 HTML 十六进制字符串
color='eeefff'
使用合法的 HTML 颜色名字(’red’,’chartreuse’等)。 - 也可以传入一个归一化到 [0,1] 的 RGB 元祖。
color=(0.3,0.3,0.4)
很多方法可以介绍颜色参数,如 title()。plt.tilte('Title in a custom color',color='#123456')
背景色
通过向如matplotlib.pyplot.axes()
或者matplotlib.pyplot.subplot()
这样的方法提供一个axisbg
参数,可以指定坐标这的背景色。
subplot(111,axisbg=(0.1843,0.3098,0.3098)
基础
如果你向 plot()指令提供了一维的数组或列表,那么 matplotlib 将默认它是一系列的 y 值,并自动为你生成 x 的值。默认的 x 向量从 0 开始并且具有和 y 同样的长度,因此 x 的数据是 [0,1,2,3].
图片来自:绘图: matplotlib 核心剖析
确定坐标范围
- plt.axis([xmin, xmax, ymin, ymax])
上面例子里的 axis() 命令给定了坐标范围。 - xlim(xmin, xmax) 和 ylim(ymin, ymax) 来调整 x,y 坐标范围
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18%matplotlib inline
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from pylab import *
x = np.arange(-5.0, 5.0, 0.02)
y1 = np.sin(x)
plt.figure(1)
plt.subplot(211)
plt.plot(x, y1)
plt.subplot(212)
#设置 x 轴范围
xlim(-2.5, 2.5)
#设置 y 轴范围
ylim(-1, 1)
plt.plot(x, y1)
叠加图
用一条指令画多条不同格式的线。
1
|
import numpy as np
|
plt.figure()
你可以多次使用 figure 命令来产生多个图,其中,图片号按顺序增加。这里,要注意一个概念当前图和当前坐标。所有绘图操作仅对当前图和当前坐标有效。通常,你并不需要考虑这些事,下面的这个例子为大家演示这一细节。
1
|
import matplotlib.pyplot as plt
|
figure 感觉就是给图像 ID,之后可以索引定位到它。
plt.text() 添加文字说明
- text() 可以在图中的任意位置添加文字,并支持 LaTex 语法
- xlable(), ylable() 用于添加 x 轴和 y 轴标签
- title() 用于添加图的题目
1
|
import numpy as np
|
plt.annotate() 文本注释
在数据可视化的过程中,图片中的文字经常被用来注释图中的一些特征。使用 annotate()方法可以很方便地添加此类注释。在使用 annotate 时,要考虑两个点的坐标:被注释的地方 xy(x, y) 和插入文本的地方 xytext(x, y)。[^1]
1
|
import numpy as np
|
plt.xticks()/plt.yticks() 设置轴记号
现在是明白干嘛用的了,就是人为设置坐标轴的刻度显示的值。
1
|
# 导入 matplotlib 的所有内容(nympy 可以用 np 这个名字来使用)
|
当我们设置记号的时候,我们可以同时设置记号的标签。注意这里使用了 LaTeX。[^2]
[^2]:Matplotlib 教程
移动脊柱 坐标系
1
|
ax = gca()
|
这个地方确实没看懂,囧,以后再说吧,感觉就是移动了坐标轴的位置。
plt.legend() 添加图例
1
|
plot(X, C, color="blue", linewidth=2.5, linestyle="-", label="cosine")
|
matplotlib.pyplot
使用plt.style.use('ggplot')
命令,可以作出 ggplot 风格的图片。
1
|
# Import necessary packages
|
给特殊点做注释
好吧,又是注释,多个例子参考一下!
我们希望在 2π/32π/3 的位置给两条函数曲线加上一个注释。首先,我们在对应的函数图像位置上画一个点;然后,向横轴引一条垂线,以虚线标记;最后,写上标签。
1
|
t = 2*np.pi/3
|
plt.subplot()
plt.subplot(2,3,1)
表示把图标分割成 2*3 的网格。也可以简写plt.subplot(231)
。其中,第一个参数是行数,第二个参数是列数,第三个参数表示图形的标号。
plt.axes()
我们先来看什么是 Figure 和 Axes 对象。在 matplotlib 中,整个图像为一个 Figure 对象。在 Figure 对象中可以包含一个,或者多个 Axes 对象。每个 Axes 对象都是一个拥有自己坐标系统的绘图区域。其逻辑关系如下^3:
- axes()by itself creates a default full subplot(111) window axis.
- axes(rect, axisbg=’w’) where rect = [left, bottom, width, height] in normalized (0, 1) units. axisbg is the background color for the axis, default white.
- axes(h) where h is an axes instance makes h the current axis. An Axes instance is returned.
rect=[左, 下, 宽, 高] 规定的矩形区域,rect 矩形简写,这里的数值都是以 figure 大小为比例,因此,若是要两个 axes 并排显示,那么 axes[2] 的左 =axes[1]. 左 +axes[1]. 宽,这样 axes[2] 才不会和 axes[1] 重叠。
show code:
1
|
http://matplotlib.org/examples/pylab_examples/axes_demo.html
|
[^3]:绘图: matplotlib 核心剖析
pyplot.pie 参数
colors 颜色
找出 matpltlib.pyplot.plot 中的 colors 可以取哪些值?
- so-Named colors in matplotlib
- CSDN-matplotlib 学习之(四)设置线条颜色、形状
1
2for name,hex in matplotlib.colors.cnames.iteritems():
print name,hex
打印颜色值和对应的 RGB 值。
plt.axis('equal')
避免比例压缩为椭圆
autopct
- How do I use matplotlib autopct?
1
autopct enables you to display the percent value using Python string formatting. For example, if autopct='%.2f', then for each pie wedge, the format string is '%.2f' and the numerical percent value for that wedge is pct, so the wedge label is set to the string '%.2f'%pct.