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python-生成数据

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文章目录

1 绘制简单折线图

1.1 绘制简单的折线图1.2 修改图表1.3 校正图形1.4 使用内置样式 2 绘制散点图

2.1 使用scatter()绘制散点图并设置样式2.2 使用scatter()绘制一系列点2.3 自动计算数据2.4 使用颜色映射2.5 自动保存图表 持续更新中

1 绘制简单折线图 1.1 绘制简单的折线图

下面使用Matplotlib绘制一个简单的折线图,再对其进行定制,以实现信息更丰富的数据可视化效果。我们将使用平方数序列1、4、9、16和25来绘制这个图表。

import matplotlib.pyplot as plt

squares=[1,4,9,16,25]
fig,ax=plt.subplots()
ax.plot(squares)
plt.show()

创建了一个名为squares 的列表,在其中存储要用来制作图表的数据。然后,采取了另一种常见的Matplotlib做法——调用函数subplots() 。这个函数可在一张图片中绘制一个或多个图表。变量fig 表示整张图片。变量ax 表示图片中的各个图表,大多数情况下要使用它。
运行截图:

1.2 修改图表

参数linewidth决定了plot() 绘制的线条粗细。
方法set_title()给图表指定标题。
fontsize 指定图表中各种文字的大小。
方法set_xlabel() 和set_ylabel() 让你能够为每条轴设置标题。方法tick_params() 设置刻度的样式
,其中指定的实参将影响X轴和 Y轴上的刻度(axes=‘both’ ),并将刻度标记的字号设置为14(labelsize=14)。

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #用来正常显示负号


squares=[1,4,9,16,25]
fig,ax=plt.subplots()
ax.plot(squares,linewidth=3) #linewidth决定了绘制的线条粗细

#设置图表标题并给坐标轴加上标签
ax.set_title("平方数",fontsize=24)
ax.set_xlabel("值",fontsize=14)
ax.set_ylabel("值的平方",fontsize=14)

#设置刻度标记的大小
ax.tick_params(axis='both',labelsize=14)

plt.show()

运行截图:

如果报错显示没有中文字体的话,加入下面这两句话:

plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #用来正常显示负号
1.3 校正图形

图形更容易看清后,我们发现没有正确地绘制数据:折线图的终点指出4.0的平方为25!下面来修复这个问题。
向plot() 提供一系列数时,它假设第一个数据点对应的坐标值为0,但这里第一个点对应的值为1。为改变这种默认行为,可向plot() 同时提供输入值和输出值

...
input_values=[1,2,3,4,5]
ax.plot(input_values,squares,linewidth=3) #linewidth决定了绘制的线条粗细
...

运行截图:

1.4 使用内置样式

Matplotlib提供了很多已经定义好的样式,它们使用的背景色、网格线、线条粗细、字体、字号等设置很不错,让你无须做太多定制就可生成引人瞩目的可视化效果。要获悉在你的系统中可使用哪些样式,可在终端会话中执行如下命令:

import matplotlib.pyplot as plt
print(plt.style.available)

会出现:

要使用这些样式,可在生成图表的代码前添加如下代码行:

...
plt.style.use('bmh')
...
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #用来正常显示负号

input_values=[1,2,3,4,5]
squares=[1,4,9,16,25]
plt.style.use('bmh')
fig,ax=plt.subplots()
ax.plot(input_values,squares,linewidth=3) #linewidth决定了绘制的线条粗细

#设置图表标题并给坐标轴加上标签
ax.set_title("平方数",fontsize=24)
ax.set_xlabel("值",fontsize=14)
ax.set_ylabel("值的平方",fontsize=14)

#设置刻度标记的大小
ax.tick_params(axis='both',labelsize=14)


plt.show()

运行截图:

2 绘制散点图 2.1 使用scatter()绘制散点图并设置样式
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #用来正常显示负号


plt.style.use('bmh')
fig,ax=plt.subplots()
ax.scatter(2,4,s=200)#这个点在指定位置,(x,y)=(2,4)使用参数s绘制图形时使用的点的尺寸

#设置图表标题并给坐标轴加上标签
ax.set_title("平方数",fontsize=24)
ax.set_xlabel("值",fontsize=14)
ax.set_ylabel("值的平方",fontsize=14)

#设置刻度标记的大小
ax.tick_params(axis='both',which='major',labelsize=14)

plt.show()

运行截图:

2.2 使用scatter()绘制一系列点

要绘制一系列的点,可向scatter() 传递两个分别包含x值和y值的列表,如下所示:

...
x_values=[1,2,3,4,5]
y_values=[1,4,9,16,25]
ax.scatter(x_values,y_values,s=100)
...

列表x_values 包含要计算平方值的数,列表y_values 包含前述数的平方值。将这些列表传递给scatter() 时,Matplotlib依次从每个列表中读取一个值来绘制一个点。要绘制的点的坐标分别为 (1, 1)、(2, 4)、(3, 9)、(4, 16)和(5, 25)
运行截图:

看下面一个例子,将点与线结合

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #用来正常显示负号

squares=[1,4,9,16,25]
x_values=[1,2,3,4,5]
y_values=[1,4,9,16,25]
input_values=[1,2,3,4,5]

plt.style.use('bmh')
fig,ax=plt.subplots()
ax.scatter(x_values,y_values,s=100)
ax.plot(input_values,squares,linewidth=3) #linewidth决定了绘制的线条粗细

#设置图表标题并给坐标轴加上标签
ax.set_title("平方数",fontsize=24)
ax.set_xlabel("值",fontsize=14)
ax.set_ylabel("值的平方",fontsize=14)

#设置刻度标记的大小
ax.tick_params(axis='both',which='major',labelsize=14)

plt.show()

运行截图:

2.3 自动计算数据

下面是绘制1000个点的代码

x_values=range(1,1001)
y_values=[x**2 for x in x_values]
ax.axis([0,1100,0,1100000])#设置每个坐标轴的取值范围
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #用来正常显示负号


x_values=range(1,1001)
y_values=[x**2 for x in x_values]


plt.style.use('bmh')
fig,ax=plt.subplots()
ax.scatter(x_values,y_values,s=10)


#设置图表标题并给坐标轴加上标签
ax.set_title("平方数",fontsize=24)
ax.set_xlabel("值",fontsize=14)
ax.set_ylabel("值的平方",fontsize=14)

#设置刻度标记的大小
ax.tick_params(axis='both',which='major',labelsize=14)

ax.axis([0,1100,0,1100000])#设置每个坐标轴的取值范围

plt.show()

运行截图:

2.4 使用颜色映射

颜色映射 (colormap)是一系列颜色,从起始颜色渐变到结束颜色。在可视化中,颜色映射用于突出数据的规律。例如,你可能用较浅的颜色来显示较小的值,并使用较深的颜色来显示较大的值。模块pyplot 内置了一组颜色映射。要使用这些颜色映射,需要告诉pyplot 该如何设置数据集中每个点的颜色。

ax.scatter(x_values,y_values,c=y_values,cmap=plt.cm.Blues,s=10)

将参数c 设置成了一个值列表,并使用参数cmap 告诉pyplot使用哪个颜色映射。这些代码将值较小的点显示为浅蓝色,并将值较大的点显示为深蓝色。

运行截图:

2.5 自动保存图表

让程序自动将图表保存到文件中,可调用plot.show()替换为调用plt.savefig()

plt.savefig('squares_plot.png',bbox_inches='tight')

第一个实参指定要以什么文件名保存图表,这个文件将存储到scatter_squares.py所在的目录。第二个实参指定将图表多余的空白区域裁剪掉。如果要保留图表周围多余的空白区域,只需省略这个实参即可。

持续更新中

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