Python可视化基础----从0学会matplotlib折线图

发布于:2022-11-13 ⋅ 阅读:(721) ⋅ 点赞:(0)

注:要导入matplotlib包 

一、为什么要学matplotlib

1.能将数据进行可视化,更直观的呈现

2.使数据更加客观、更具有说服力

3.什么是matplotlib:matplotlib是最流行的python底层绘图库,主要做数据可视化图表,名字取材于MATLAB,模仿MATLAB构建

二、折线图基本要点

从上图可以看出,matplotlib绘图最基本要素是有(1)x轴  (2)y轴   (3)坐标值(红点)

通过一个例子对matplotlib的基本使用:假设一天中每隔两个小时(ranga(2,26,2))的气温分别是[15, 19, 14, 5, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18, 16]。代码如下:

from matplotlib import pyplot as plt
# x轴数据,是一个可迭代的对象
x = range(2, 26, 2)
# y轴数据,是一个可迭代的对象
y = [15, 19, 14, 5, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18,]
# 传入x, y通过plot绘制出图
plt.plot(x, y)
# 在执行程序时展示图形
plt.show()

效果如下:

上图我们可以看出x和y轴的刻度都是自动生成的刻度等,如果时自己看能的懂,但是给别人就看不懂,以上存在以下几个问题:

1.设置图片大小;2.调整x和y轴的刻度的间距;3.描述信息,比如x和y轴表示什么,这个图表示什么;4.样式(比如网格,颜色,透明度等);

针对以上问题对代码进行修改:

问题一设置图片大小

        figure是图形图标的意思,在这里指的是我们画的图,通过实例化一个figure并且传递参数, 能够在后台自动使用该figure实例,在图像模糊时传入dip参数(每英寸像素点多少个),让图片更加清晰 figsizes传入的是宽和高,代码如下:效果图可以自己复制代码运行,和图一进行对比

from matplotlib import pyplot as plt

'''figure是图形图标的意思,在这里指的是我们画的图,通过实例化一个figure并且传递参数,
能够在后台自动使用该figure实例,在图像模糊时传入dip参数(每英寸像素点多少个),让图片更加清晰
figsizes传入的是宽和高
'''
fig = plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)

# x轴数据,是一个可迭代的对象
x = range(2, 26, 2)
# y轴数据,是一个可迭代的对象
y = [15, 19, 14, 5, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18,]
# 传入x, y通过plot绘制出图
plt.plot(x, y)
# 在执行程序时展示图形
plt.show()

问题二:调整x和y轴的刻度的间距,看注释

from matplotlib import pyplot as plt

'''figure是图形图标的意思,在这里指的是我们画的图,通过实例化一个figure并且传递参数,
能够在后台自动使用该figure实例,在图像模糊时传入dip参数(每英寸像素点多少个),让图片更加清晰
figsizes传入的是宽和高
'''
fig = plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)

# x轴数据,是一个可迭代的对象
x = range(2, 26, 2)
# y轴数据,是一个可迭代的对象
y = [15, 19, 14, 5, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18,]
# 传入x, y通过plot绘制出图
plt.plot(x, y)

# 设置x轴的刻度,可以传入一个列表或列表推导式,也可以传入一个range,
plt.xticks(x)
# 当刻度太密集时使用列表的步长(间隔取值)来解决,matplotlib会自动帮我们对应
# plt.xticks(x[::2])

# 设置y轴,y轴的一些用法和x轴一样,但是我们在这里直接取y不合适,所以需要进行修改
plt.yticks(range(min(y), max(y)+1))

# 在执行程序时展示图形
plt.show()

效果图如下:

问题三: 描述信息,比如x和y轴表示什么,这个图表示什么

        描述信息时,我们会发现中文无法显示的问题,所以需要设置中文显示,为什么无法显示中文 以为matplotlib默认不支持中文字符串,默认英语字体 修改matplotlib的默认字体:(1) 方法一:通过matplotlib.rc可以修改(window/linux) ;(2)方法二:通过matplptlib下的font_manager可以解决(window/linux/mac) ;(3)方法三:直接在xticks里面添加,“fontsize”是设置字体的大小,“fontproperties”是设置字体

1) 方法一:优点:不需要对字体路径硬编码,而且一次设置,多次使用,更方便;缺点:污染全局字体设置

from matplotlib import pyplot as plt

# 设置字体
font = {'family': 'FangSong',
              'weight': 'bold',
              'size': '16'}
plt.rc('font', **font)

'''figure是图形图标的意思,在这里指的是我们画的图,通过实例化一个figure并且传递参数,
能够在后台自动使用该figure实例,在图像模糊时传入dip参数(每英寸像素点多少个),让图片更加清晰
figsizes传入的是宽和高
'''
fig = plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)

# x轴数据,是一个可迭代的对象
x = range(2, 26, 2)
# y轴数据,是一个可迭代的对象
y = [15, 19, 14, 5, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18,]
# 传入x, y通过plot绘制出图
plt.plot(x, y)

# 设置x轴的刻度,可以传入一个列表或列表推导式,也可以传入一个range,
plt.xticks(x)
# 当刻度太密集时使用列表的步长(间隔取值)来解决,matplotlib会自动帮我们对应
# plt.xticks(x[::2])

# 设置y轴,y轴的一些用法和x轴一样,但是我们在这里直接取y不合适,所以需要进行修改
plt.yticks(range(min(y), max(y)+1))


# 添加描述信息,记得要设置中文显示
# 添加x轴描述
plt.xlabel("时间")
# 添加y轴描述
plt.ylabel("温度 单位(摄氏度)")
# 添加标题描述
plt.title("一天中每隔两个小时气温变化情况")

# 在执行程序时展示图形
plt.show()

 2) 方法二:这个方法需要查看自己电脑系统字体的路径,我的是win系统,系统字体路径是在C:\Windows\Fonts下,这个方法优点:一次设置,多次使用,更方便;缺点:污染全局字体设置

from matplotlib import font_manager

# 实例化一个font_manager
my_font = FontProperties(Fname="自己电脑系统字体的路径")

# 调用
plt.xticks(x, fontproperties='my_font')

3)方法三:这个方法用时才设置,且不会污染全局字体设置,更灵活  ,但是步骤繁琐

from matplotlib import pyplot as plt


'''figure是图形图标的意思,在这里指的是我们画的图,通过实例化一个figure并且传递参数,
能够在后台自动使用该figure实例,在图像模糊时传入dip参数(每英寸像素点多少个),让图片更加清晰
figsizes传入的是宽和高
'''
fig = plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)

# x轴数据,是一个可迭代的对象
x = range(2, 26, 2)

# y轴数据,是一个可迭代的对象
y = [15, 19, 14, 13, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18]

# 传入x, y通过plot绘制出图
plt.plot(x, y)

# 设置x轴的刻度,可以传入一个列表或列表推导式,也可以传入一个range,
plt.xticks(x)
# 当刻度太密集时使用列表的步长(间隔取值)来解决,matplotlib会自动帮我们对应
# plt.xticks(x[::2])

# 设置y轴,y轴的一些用法和x轴一样,但是我们在这里直接取y不合适
plt.yticks(range(min(y), max(y)+1))

# 添加描述信息,记得要设置中文显示
# 添加x轴描述
plt.xlabel("时间", fontsize=14, fontproperties='FangSong')
# 添加y轴描述
plt.ylabel("温度 单位(摄氏度)", fontsize=14, fontproperties='FangSong')
# 添加标题描述
plt.title("一天中每隔两个小时气温变化情况", fontsize=1000, fontproperties='FangSong')

# 在执行程序时展示图形
plt.show()

    通过以上设置效果图如下:

 补充一个内容:设置字符串刻度:效果图如下:在x轴刻度上有2时,4时......等刻度

 代码:

from matplotlib import pyplot as plt


'''figure是图形图标的意思,在这里指的是我们画的图,通过实例化一个figure并且传递参数,
能够在后台自动使用该figure实例,在图像模糊时传入dip参数(每英寸像素点多少个),让图片更加清晰
figsizes传入的是宽和高
'''
fig = plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)

# x轴数据,是一个可迭代的对象
x = range(2, 26, 2)

# y轴数据,是一个可迭代的对象
y = [15, 19, 14, 13, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18]

# 传入x, y通过plot绘制出图
plt.plot(x, y)

# 设置x轴字符串刻度,这里用到字符串格式化format()方法
x1 = ["{}时".format(i) for i in range(2, 26, 2)]
plt.xticks(x, x1, fontsize=14, fontproperties='FangSong')

# 设置y轴,y轴的一些用法和x轴一样,但是我们在这里直接取y不合适
plt.yticks(range(min(y), max(y)+1))

# 添加描述信息,记得要设置中文显示
# 添加x轴描述
plt.xlabel("时间", fontsize=14, fontproperties='FangSong')
# 添加y轴描述
plt.ylabel("温度 单位(摄氏度)", fontsize=14, fontproperties='FangSong')
# 添加标题描述
plt.title("一天中每隔两个小时气温变化情况", fontsize=1000, fontproperties='FangSong')

# 在执行程序时展示图形
plt.show()

 问题四样式(比如网格,颜色,透明度等)

1)设置网格:我们只需要写入plt.grid()就行,grid()有很多参数,详解可以看:http://t.csdn.cn/6G9vR

from matplotlib import pyplot as plt


'''figure是图形图标的意思,在这里指的是我们画的图,通过实例化一个figure并且传递参数,
能够在后台自动使用该figure实例,在图像模糊时传入dip参数(每英寸像素点多少个),让图片更加清晰
figsizes传入的是宽和高
'''
fig = plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)

# x轴数据,是一个可迭代的对象
x = range(2, 26, 2)

# y轴数据,是一个可迭代的对象
y = [15, 19, 14, 13, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18]

# 传入x, y通过plot绘制出图
plt.plot(x, y)

# 设置x轴字符串刻度,这里用到字符串格式化format()方法
x1 = ["{}时".format(i) for i in range(2, 26, 2)]
plt.xticks(x, x1, fontsize=14, fontproperties='FangSong')

# 设置y轴,y轴的一些用法和x轴一样,但是我们在这里直接取y不合适
plt.yticks(range(min(y), max(y)+1))

# 添加描述信息,记得要设置中文显示
# 添加x轴描述
plt.xlabel("时间", fontsize=14, fontproperties='FangSong')
# 添加y轴描述
plt.ylabel("温度 单位(摄氏度)", fontsize=14, fontproperties='FangSong')
# 添加标题描述
plt.title("一天中每隔两个小时气温变化情况", fontsize=1000, fontproperties='FangSong')

# 设置网格,alpha是设置网格的透明度
plt.grid(alpha=0.9)

# 在执行程序时展示图形
plt.show()

效果图如下:

2)多条折线

from matplotlib import pyplot as plt
import matplotlib

# 设置全局变量的中文字体
font = {'family': 'FangSong',
        'weight': 'bold',
        'size': '16'}
plt.rc('font', **font)


'''figure是图形图标的意思,在这里指的是我们画的图,通过实例化一个figure并且传递参数,
能够在后台自动使用该figure实例,在图像模糊时传入dip参数(每英寸像素点多少个),让图片更加清晰
figsizes传入的是宽和高
'''
fig = plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)

# x轴数据,是一个可迭代的对象
x = range(2, 26, 2)

# y轴数据,是一个可迭代的对象
y_1= [15, 19, 14, 13, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18]
y_2 = [9, 13, 10, 17, 13, 19, 20, 28, 21, 18, 13, 20]

# 传入x, y通过plot绘制出图
plt.plot(x, y_1, label="折线一")
plt.plot(x, y_2, label="折线二")
# 添加图例,折线的名字才可以显示出来
plt.legend()

x1 = ["{}时".format(i) for i in range(2, 26, 2)]
plt.xticks(x, x1)

# 设置y轴,y轴的一些用法和x轴一样,但是我们在这里直接取y不合适
plt.yticks(range(min(y_2), max(y_1)+1))

# 添加描述信息,记得要设置中文显示
# 添加x轴描述
plt.xlabel("时间")
# 添加y轴描述
plt.ylabel("温度 单位(摄氏度)")
# 添加标题描述
plt.title("一天中每隔两个小时气温变化情况")

# 设置网格,alpha是设置网格的透明度
plt.grid(alpha=0.9)

# 在执行程序时展示图形
plt.show()

效果图:

3) 设置线条颜色,风格,粗细,透明度

 

from matplotlib import pyplot as plt
import matplotlib

# 设置全局变量的中文字体
font = {'family': 'FangSong',
        'weight': 'bold',
        'size': '16'}
plt.rc('font', **font)


'''figure是图形图标的意思,在这里指的是我们画的图,通过实例化一个figure并且传递参数,
能够在后台自动使用该figure实例,在图像模糊时传入dip参数(每英寸像素点多少个),让图片更加清晰
figsizes传入的是宽和高
'''
fig = plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)

# x轴数据,是一个可迭代的对象
x = range(2, 26, 2)

# y轴数据,是一个可迭代的对象
y_1= [15, 19, 14, 13, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18]
y_2 = [9, 13, 10, 17, 13, 19, 20, 28, 21, 18, 13, 20]

# 传入x, y通过plot绘制出图
plt.plot(x, y_1, label="折线一", color="orange", linestyle=":", linewidth=5, alpha=0.5)
plt.plot(x, y_2, label="折线二", color="cyan", linestyle="-.", linewidth=10, alpha=0.9)
# 添加图例,折线的名字才可以显示出来
plt.legend()

x1 = ["{}时".format(i) for i in range(2, 26, 2)]
plt.xticks(x, x1)

# 设置y轴,y轴的一些用法和x轴一样,但是我们在这里直接取y不合适
plt.yticks(range(min(y_2), max(y_1)+1))

# 添加描述信息,记得要设置中文显示
# 添加x轴描述
plt.xlabel("时间")
# 添加y轴描述
plt.ylabel("温度 单位(摄氏度)")
# 添加标题描述
plt.title("一天中每隔两个小时气温变化情况")

# 设置网格,alpha是设置网格的透明度
plt.grid(alpha=0.9)

# 在执行程序时展示图形
plt.show()

什么都添加后的效果图如下:

 三,总结:折线图的上升和下降来表示统计数量的增减变化趋势的统计图,特点:能够显示数据的变化趋势,反映事物的变化情况

好了,折线图我们就到这里,想要绘制更多的图,可以参考matplotlib文档,里面有各种各样的图的代码,像echart一样复制代码,修改x和y轴的数据就行

matplotlib官方文档地址:Gallery | Matplotlib 中文Matplotlib中文网、Matplotlib官方中文文档。https://www.matplotlib.org.cn/gallery/#lines-bars-and-markers


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