Matplotlib快速繪圖

Matplotlib

matplotlib 是python最著名的繪圖庫，它提供了一整套和matlab相似的命令API，十分適合交互式地行制圖。而且也可以方便地將它作為繪圖控件，嵌入GUI應用程序中。

優勢

作為python上最有名氣的繪圖庫:

• Matlab的語法
  

• python語言

• latex的畫圖質量

• 可以使用內嵌的latex引擎繪制的數學公式

快速繪圖

matplotlib實際上是一套面向對象的繪圖庫，它所繪制的圖表中的每個繪圖元素，例如線條Line2D、文字Text、刻度等在內存中都有一個對象與之對應。

*為了方便快速繪圖matplotlib通過pyplot模塊提供了一套和MATLAB類似的繪圖API，將眾多繪圖對象所構成的復雜結構隱藏在這套API內部。我們只需要調用pyplot模塊所提供的函數就可以實現快速繪圖以及設置圖表的各種細節。*pyplot模塊雖然用法簡單，但不適合在較大的應用程序中使用。

為了將面向對象的繪圖庫包裝成只使用函數的調用接口，pyplot模塊的內部保存了當前圖表以及當前子圖等信息。當前的圖表和子圖可以使用plt.gcf()和plt.gca()獲得，分別表示“Get Current Figure”和“Get Current Axes”。在pyplot模塊中，許多函數都是對當前的Figure或Axes對象進行處理

plt.plot()實際上會通過plt.gca()獲得當前的Axes對象ax，然后再調用ax.plot()方法實現真正的繪圖

柱狀圖

橫向

import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcdefaults()
import numpy as np

people = ('James', 'Durant', 'Kobe', 'Wade', 'Curry','Magic','Hardan')
y_pos = np.arange(len(people))
performance = 3 + 10 * np.random.rand(len(people)) #隨機產生len(people)個 [0,1）的數
error = np.random.rand(len(people))

plt.barh(y_pos, performance, xerr=error, align='center', alpha=0.4)#這里是產生橫向柱狀圖 barh h--horizontal
plt.yticks(y_pos, people)
plt.xlabel('Performance')
plt.title('How efficient do you want to go today?')
plt.savefig("barh.png",format="png")

縱向

people = ('James', 'Durant', 'Kobe', 'Wade', 'Curry','Magic','Hardan')
x_pos = np.arange(len(people))
performance = 5 + 10 * np.random.rand(len(people)) #隨機產生len(people)個 [0,1）的數
error = np.random.rand(len(people))/4

plt.bar(x_pos, performance, xerr=error, align='center', alpha=0.4)
plt.xticks(x_pos, people)
plt.ylabel('Performance')
plt.title('How efficient do you want to go today?')
plt.savefig("bar.png",format="png")

解析

plt.rcdefaults()

恢復 rc 的默認設置

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barh()

• 主要功能

：做一個橫向條形圖，橫向條的矩形大小為: left, left + width, bottom, bottom + height

bar()

• 主要功能

：做一個縱向條形圖，縱向條的矩形大小為: left, left + width, bottom, bottom + height

• 參數

：barh ( bottom , width , height =0.8, left =0, ** kwargs )

：bar ( bottom , width , height =0.8, left =0, ** kwargs )

• 返回類型

：一個 class 類別，matplotlib.patches.Rectangle實例

• 參數說明
  ：

  1. bottom: Bars 的垂直位置的底部邊緣

  2. width: Bars 的長度

• 可選參數：

  1. height: bars 的高度

  2. left: bars 左邊緣 x 軸坐標值

  3. color: bars 顏色

  4. edgecolor: bars 邊緣顏色

  5. linewidth: bar 邊緣寬度;None 表示默認寬度;0 表示不 i 繪制邊緣

  6. xerr: 若不為 None,將在 bar 圖上生成 errobars

  7. yerr: 若不為 None,將在 bar 圖上生成 errobars

  8. ecolor: 指定 errorbar 顏色

  9. capsize: 指定 errorbar 的頂部(cap)長度

  10. align: edge (默認) | center:edge以底部為准對齊;center以 y 軸作為中心

  11. log: [False|True] False (默認),若為 True,使用 log 坐標

圖形填充

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.linspace(0, 1)
y = np.sin(3 * np.pi * x) * np.exp(-7 * x)

plt.fill(x, y, 'c')
plt.grid(True)
plt.savefig("fill.png",format="png")

Tip： grid 表示是否顯示圖軸網格。函數原型 matplotlib.pyplot.grid(b=None, which=’major’, axis=’both’, **kwargs)

• 調用形式：

grid(self, b=None, which=’major’, axis=’both’, **kwargs)

• 主要參數：

b： [True|False]或者是布爾數組、或[‘on’,‘off’] 表示網格是否開啟

which： [major(默認)|minor|both] 選擇主、次網格開啟方式

axis： [both(默認)|x|y] 選擇使用網格的數軸

x = np.linspace(0, 3 * np.pi, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.sin(3 * x)
plt.fill(x, y1, 'b', x, y2, 'c', alpha=0.7)
plt.savefig("features.png",format="png")

Tip：

alpha 表示透明度，0表示全透明，1表示完全不透明。