Matplotlib_概述_绘制图象

news2024/11/16 19:58:27

⛳绘制基础

在使用 Matplotlib 绘制图形时，其中有两个最为常用的场景。一个是画点，一个是画线。 pyplot 基本方法的使用如下表所示

方法名	说明
title()	设置图表的名称
xlabel()	设置 x 轴名称
ylabel()	设置 y 轴名称
xticks(x, ticks, rotation)	设置 x 轴的刻度，rotation 为刻度标签的旋转角度
yticks()	设置 y 轴的刻度
plot()	绘制线性图表
show()	显示图表
legend()	显示图例
text(x, y, text)	显示每个数据点的值，x、y 为值的位置
figure(name, figsize=(w, h), dpi=n)	设置图片的名称、大小和分辨率

⛳绘制直线

在使用 Matplotlib 绘制线性图时，其中最简单的是绘制线图。在下面的实例代码中，使用 Matplotlib 绘制了一个简单的直线。具体实现过程如下：
- （1）导入模块 pyplot，并给它指定别名 plt，以免反复输入 pyplot。在模块 pyplot 中包含很多用于生产图表的函数。
- （2）将绘制的直线坐标传递给函数 plot()。
- （3）通过函数 plt.show()打开 Matplotlib 查看器，显示绘制的图形。
绘制折线只需要将x和y的参数设置为列表元组等序列对象，x和y序列中的每个相应值对应一个点

🧩设置标签文字和线条粗细

import matplotlib.pyplot as plt

# 绘制折线图并设置样式  
datas = [1, 2, 3, 4, 5]  
squares = [1, 4, 9, 16, 25]  
plt.plot(datas, squares, linewidth=5) # 设置线条宽度  
# 设置图表标题， 并在坐标轴上添加标签  
plt.title('', fontsize=24)  
plt.xlabel('datas', fontsize=14)  
plt.ylabel('squares', fontsize=14)  
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] # matplotlib默认不支持中文标签，所以此行的目的是用来正常显示中文标签  
plt.show()

Matplotlib 默认情况不支持中文(使用中文可能会出现乱码问题)，可以使用以下简单的方法来解决：
plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #用来正常显示中文标签

⛳绘制正弦曲线和余弦曲线

使用 plt 函数绘制任何曲线的第一步都是生成若干个坐标点（x,y），理论上坐标点是越多越好。本例取 0 到 10 之间 100 个等差数作为 x 的坐标，然后将这 100 个 x 坐标值一起传入 Numpy 的 sin 和 cos 函数，就会得到 100 个 y 坐标值，最后就可以使用 plot 函数绘制正弦曲线和余弦曲线。

# coding: utf-8  
  
import matplotlib.pyplot as plt  
import numpy as np  
  
# 绘制sin和cos曲线  
# 生成x的坐标（0-10的100个等差数列）  
plt.figure('sin-cos', figsize=(10, 10))  
x = np.linspace(0, 10, 200) # 生成将1-10(包含10)平均分为200份后的等差数列  
print(len(x))  
sin_y = np.sin(x)  
# 绘制正弦曲线  
plt.plot(x, sin_y)  
# 绘制余弦曲线  
cos_y = np.cos(x)  
plt.plot(x, cos_y)  
plt.show()

如果想绘制到两张画布中，可以调用 subplot()函数将画布分区。

在这里插入图片描述|200

⛳subplot()函数将画布分区

# subplot()函数将画布分区的使用  
# 将画布分为区域，将图画到画布的指定区域  
x = np.linspace(1, 10, 100)  
# 将画布分为2行2列， 将图画到画布的1区域  
plt.subplot(2, 2, 1)  
plt.plot(x, np.sin(x))  
plt.subplot(2, 2, 3) # 将图画到画布的3区域
plt.plot(x, np.cos(x))  
plt.show()

⛳绘制散点图

使用 scatter 函数可以绘制随机点，该函数需要接收 x 坐标和 y 坐标的序列。

import matplotlib.pyplot as plt  
import numpy as np

# 绘制散点图  
x = np.linspace(0, 10, 100) # 生成0到10中100个数的等差数列  
plt.scatter(x, np.sin(x))  
plt.show()

🎯实战1–绘制直线图_折线图

# coding: utf-8

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 直线图
# # 将(0, 1)点和(2, 4)连起来
# # plot默认画直线
# plt.plot([0, 2], [1, 4])
# plt.show()

# # 折线图
# x = [1, 2, 3, 4, 5]
# squares = [1, 4, 9, 16, 25]
# plt.plot(x, squares)
# plt.show()

# # 绘制折线图并设置样式
# datas = [1, 2, 3, 4, 5]
# squares = [1, 4, 9, 16, 25]
# plt.plot(datas, squares, linewidth=5)  # 设置线条宽度
# # 设置图表标题， 并在坐标轴上添加标签
# plt.title('', fontsize=24)
# plt.xlabel('datas', fontsize=14)
# plt.ylabel('squares', fontsize=14)
# plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  # matplotlib默认不支持中文标签，所以此行用来正常显示中文标签
# plt.show()
#

# 绘制一元二次方程的曲线y=x^2
# 200个点的x坐标
x = range(200)
# 生成y点的坐标
y = [i**2 for i in x]
# 绘制一元二次曲线
plt.plot(x, y)
# 调用savefig将一元二次曲线保存为result.jpg
plt.savefig('result.jpg')
plt.show()

感兴趣的同志可以取消对应的注释，去查看相应的图

result：

直线图
折线图
带样式的折线图
一元二次方程曲线

🎯实战2–绘制sin、cos，曲线图

# coding: utf-8

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 绘制sin和cos曲线
# 生成x的坐标（0-10的100个等差数列）
plt.figure('sin-cos', figsize=(10, 10))
x = np.linspace(0, 10, 200)  # 生成将1-10(包含10)平均分为200份后的等差数列
print(len(x))
sin_y = np.sin(x)
# 绘制正弦曲线
plt.plot(x, sin_y)
# 绘制余弦曲线
cos_y = np.cos(x)
plt.plot(x, cos_y)
plt.show()

# subplot()函数将画布分区的使用
# 将画布分为区域，将图画到画布的指定区域
x = np.linspace(1, 10, 100)
# 将画布分为2行2列， 将图画到画布的1区域
plt.subplot(2, 2, 1)
plt.plot(x, np.sin(x))
plt.subplot(2, 2, 3)  # 将图画到画布的3区域
plt.plot(x, np.cos(x))
plt.show()

# 绘制散点图
x = np.linspace(0, 10, 100)  # 生成0到10中100个数的等差数列
plt.scatter(x, np.sin(x))
plt.show()

# 画10种大小， 100中颜色的散点图
np.random.seed(0)
x = np.random.rand(100)
y = np.random.rand(100)
colors = np.random.rand(100)
size = np.random.rand(100)*1000  # size参数的长度要与x， y长度匹配
plt.scatter(x, y, c=colors, s=size, alpha=0.7)
plt.show()

# 绘制不同种类不同颜色的线
# 不同种类不同颜色的线并添加图例
x = np.linspace(0, 10, 100)
plt.plot(x, x + 0, '-g', label='-g')  # 实线 绿色
plt.plot(x, x + 1, '--c', label='--c')  # 虚线 浅蓝色
plt.plot(x, x + 2, '-.k', label='-.k')  # 点划线 黑色
plt.plot(x, x + 3, '-r', label='-r')  # 实线 红色
plt.plot(x, x + 4, 'o', label='o')  # 点 默认是蓝色
plt.plot(x, x + 5, '-x', label='-x')  # 叉叉 默认是蓝色
plt.plot(x, x + 6, 'dr', label='dr')  # 砖石 红色
# 添加图例右下角lower right 左上角 upper left 边框 透明度 阴影 边框宽度
plt.legend(loc='lower right', fancybox=True, framealpha=1, shadow=True, borderpad=1)

plt.show()

因为我在绘制好一张图之后会注释掉，然后在下面重新绘制新的图，所以每次运行只会看到新的图，但此处我把注释掉的代码给取消注释了，感兴趣的同志可以复制下来去查看修改，并且该程序是单线程的，所以五张图不会同时弹出，需要在关闭一张图之后才会弹出来另一张图表。为了能更直观的看到代码执行的结果，我把每张图都给截图放到了下面。