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    Python matplotlib实用绘图技巧汇总

    作者:北山啦 时间:2021-06-11 17:43

    前言

    在日常的业务数据分析 ,可视化是非常重要的步骤。这里总结了matplotlib常用绘图技巧,希望可以帮助大家更加更加高效的、美观的显示图表。作者:北山啦

    Matplotlib 是 Python 的绘图库。 它可与 NumPy 一起使用,提供了一种有效的 MatLab 开源替代方案。 它也可以和图形工具包一起使用,如 PyQt 和wxPython。

    pip3 install matplotlib -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
    
    import matplotlib.pyplot as plt
    

    显示中文

    借助全局参数配置字典rcParams,只需要在代码开头,添加如下两行代码即可

    plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] 
    plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
    

    同时还可以设置字体,常见字体:

    font.family  字体的名称
    sans-serif   西文字体(默认)
    SimHei       中文黑体
    FangSong     中文仿宋
    YouYuan      中文幼圆
    STSong       华文宋体
    Kaiti        中文楷体
    LiSu         中文隶书

    字体风格

    plt.rcParams["font.style"] = "italic"
    

    绘制子图

    plt.subplot2grid()

    plt.subplot2grid((3,3),(0,0),colspan=3)
    """"""
    plt.subplot2grid((3,3),(1,0),colspan=2)
    """"""
    plt.subplot2grid((3,3),(1,2),rowspan=2)
    """"""
    plt.subplot2grid((3,3),(2,0))
    """"""
    plt.subplot2grid((3,3),(2,1))
    plt.show()
    


    2. plt.subplot()

    import numpy as np
    import pandas as pd
    import matplotlib.pyplot as plt
    # 画第1个图:折线图
    x=np.arange(1,100)
    plt.subplot(221)
    plt.plot(x,x*x)
    # 画第2个图:散点图
    plt.subplot(222)
    plt.scatter(np.arange(0,10), np.random.rand(10))
    # 画第3个图:饼图
    plt.subplot(223)
    plt.pie(x=[15,30,45,10],labels=list('ABCD'),autopct='%.0f',explode=[0,0.05,0,0])
    
    # 画第4个图:条形图
    plt.subplot(224)
    plt.bar([20,10,30,25,15],[25,15,35,30,20],color='b')
    plt.show()
    

    matplotlib绘图设置不显示边框、坐标轴

    对于有些图形我们希望通过隐藏坐标轴来显得更加美观

    plt.xticks([])
    plt.yticks([])
    ax = plt.subplot(2,5,1)
    # 去除黑框
    ax.spines['top'].set_visible(False)
    ax.spines['right'].set_visible(False)
    ax.spines['bottom'].set_visible(False)
    ax.spines['left'].set_visible(False)
    

    实例:

    #author:https://beishan.blog.csdn.net/
    import matplotlib.pyplot as plt
    for i in range(0,10):
        fig = plt.gcf()
        fig.set_size_inches(12,6)
        ax = plt.subplot(2,5,i+1)
        # 去除坐标轴
        plt.xticks([])
        plt.yticks([])
    
        # 去除黑框
        ax.spines['top'].set_visible(False)
        ax.spines['right'].set_visible(False)
        ax.spines['bottom'].set_visible(False)
        ax.spines['left'].set_visible(False)
        # 设置各个子图间间距
        plt.subplots_adjust(left=0.10, top=0.88, right=0.65, bottom=0.08, wspace=0.02, hspace=0.02)
        ax.imshow(Xtrain[i],cmap="binary")
    

    提高分辨率

    如果感觉默认生成的图形分辨率不够高,可以尝试修改 dpi 来提高分辨率

    plt.figure(figsize = (7,6),dpi =100)
    
    

    设置绘图风格

    有时我们会觉得matplotlib默认制作出来的图片太朴素了,不够高级,其实开发者也内置了几十种主题让我们自己选择,只要使用plt.style.use(‘主题名')指定主题即可

    plt.style.use('ggplot')
    

    常用的样式有

    Solarize_Light2
    _classic_test_patch
    bmh
    classic
    dark_background
    fast
    fivethirtyeight
    ggplot
    grayscale
    seaborn
    seaborn-bright
    seaborn-colorblind
    seaborn-dark
    seaborn-dark-palette
    seaborn-darkgrid
    seaborn-deep
    seaborn-muted
    seaborn-notebook
    seaborn-paper
    seaborn-pastel
    seaborn-poster
    seaborn-talk
    seaborn-ticks
    seaborn-white
    seaborn-whitegrid
    tableau-colorblind10

    添加标题

    plt.title("2020-2021北山啦粉丝数增长图")
    

    显示网格

    plt.grid()
    plt.grid(color='g',linewidth='1',linestyle='-.')
    

    图例设置

    plt.legend(["2020","2021"],loc="best")
    

    也可以给图例添加标题

    plt.plot([1,3,5,7],[4,9,6,8],"ro--")
    plt.plot([1,2,3,4], [2,4,6,8],"gs-.")
    plt.legend(["2020","2021"],loc="best",title="标题")
    plt.title("2020-2021北山啦粉丝数增长图")
    
    

    添加公式

    有时我们在绘图时需要添加带有数学符号、公式的文字,

    plt.text(11000,0.45,r'拟合曲线为$f(x) = x^2-4x+0.5$')
    

    图形交互设置

    jupyter中的魔法方法

    %matplotlib notebook 弹出可交互的matplotlib窗口
    %matplotlib qt5 弹出matplotlib控制台
    %matplotlib inline 直接嵌入图表,不需要使用plt.show()
    

    保存图片

    plt.savefig("pic.png",dpi=100,bbox_inches="tight")
    

    读取图片

    方法一

    from PIL import Image
    image = Image.open("./pic.png")
    image.show()   
    

    方法二

    import matplotlib.pyplot as plt
    X = plt.imread("./pic.png")
    plt.imshow(X)
    

    条形图

    def f(t):
        return np.exp(-t) * np.cos(2*np.pi*t)
    a = np.arange(0,5,0.02)
    
    plt.subplot(211)
    plt.plot(a,f(a))
    
    plt.subplot(212)
    plt.plot(a,np.cos(2*np.pi*a),'r--')
    
    plt.show()
    

    b = np.arange(0,2,0.02)
    plt.plot(b,np.sin(2*np.pi*b),'--',b,np.cos(2*np.pi*b),"*")
    

    散点图

    import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt
    
    # Fixing random state for reproducibility
    np.random.seed(19680801)
    
    
    N = 50
    x = np.random.rand(N)
    y = np.random.rand(N)
    colors = np.random.rand(N)
    area = (30 * np.random.rand(N))**2  # 0 to 15 point radii
    
    plt.scatter(x, y, s=area, c=colors, alpha=0.5)
    plt.show()
    

    带表格的图形

    import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt
    
    
    data = [[ 66386, 174296,  75131, 577908,  32015],
            [ 58230, 381139,  78045,  99308, 160454],
            [ 89135,  80552, 152558, 497981, 603535],
            [ 78415,  81858, 150656, 193263,  69638],
            [139361, 331509, 343164, 781380,  52269]]
    
    columns = ('Freeze', 'Wind', 'Flood', 'Quake', 'Hail')
    rows = ['%d year' % x for x in (100, 50, 20, 10, 5)]
    
    values = np.arange(0, 2500, 500)
    value_increment = 1000
    
    # Get some pastel shades for the colors
    colors = plt.cm.BuPu(np.linspace(0, 0.5, len(rows)))
    n_rows = len(data)
    
    index = np.arange(len(columns)) + 0.3
    bar_width = 0.4
    
    # Initialize the vertical-offset for the stacked bar chart.
    y_offset = np.zeros(len(columns))
    
    # Plot bars and create text labels for the table
    cell_text = []
    for row in range(n_rows):
        plt.bar(index, data[row], bar_width, bottom=y_offset, color=colors[row])
        y_offset = y_offset + data[row]
        cell_text.append(['%1.1f' % (x / 1000.0) for x in y_offset])
    # Reverse colors and text labels to display the last value at the top.
    colors = colors[::-1]
    cell_text.reverse()
    
    # Add a table at the bottom of the axes
    the_table = plt.table(cellText=cell_text,
                          rowLabels=rows,
                          rowColours=colors,
                          colLabels=columns,
                          loc='bottom')
    
    # Adjust layout to make room for the table:
    plt.subplots_adjust(left=0.2, bottom=0.2)
    
    plt.ylabel("Loss in ${0}'s".format(value_increment))
    plt.yticks(values * value_increment, ['%d' % val for val in values])
    plt.xticks([])
    plt.title('Loss by Disaster')
    
    plt.show()
    

    总结

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