（4）Python之Matplotlib的使用
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
1 Figure/绘图
Figure表示整个绘图，可以理解为一个画布，绘图中可以包含多个子图形（subplot）。
如果不显式创建figure，会使用默认的figure。
Figure语法说明
figure(num=None, figsize=None, dpi=None, facecolor=None, edgecolor=None, frameon=True)
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| num | 图像编号或名称（数字为编号，字符串为名称） |
| figsize | 指定图像的宽和高，单位为英寸 |
| dpi | 指定图像的分辨率 |
| facecolor | 背景颜色 |
| edgecolor | 边框颜色 |
| frameon | 是否显示边框 |
2 Subplot/子图
一个 Figure 对象可以包含多个子图(Axes), 可以使用 subplot() 快速绘制, 其调用形式如下 :
subplot(numRows, numCols, plotNum)
- 图表的整个绘图区域被分成 numRows 行和 numCols 列
- 然后按照从左到右，从上到下的顺序对每个子区域进行编号，左上的子区域的编号为1
- plotNum 参数指定创建的 Axes 对象所在的区域
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.arange(0.0, 3.0, 0.01)
y1 = np.sin(x)
y2=np.cos(x)
plt.subplot(212)#绘制在两行一列的第二列
plt.plot(x, y1, 'olivedrab')
plt.subplot(221)#绘制在两行两列的第一行第一列
plt.plot(x, y2, 'silver')
plt.title('left')
plt.subplot(222)#绘制在两行两列的第一行第二列
plt.plot(x*1.2,y1, 'orangered')
plt.title('right')
plt.show()
3 subplots
subplots()函数可以一次添加多个子图，注意函数名后面多了个’s’。
# 导入numpy库与matplotlib.pyplot库
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 准备数据
x = np.arange(1,5)
y = x**3
# 创建多个子图
fig, ax = plt.subplots(nrows=2, ncols=2, figsize=(6,6))
# 绘制图形
ax[0, 1].plot([1,2,3,4], [1,4,9,16], "go") # 绘制第0行第1列的坐标系（子图），go 表示green circle，绿色圆点
ax[0, 1].set_title("green") # 设置子图标题
ax[1, 0].plot([1,2,3,4], [1,4,9,16], "r^") # 绘制第1行第0列的坐标系（子图），r^ 表示 红色(red)三角
ax[1, 0].set_title("red") # 设置子图标题
# 设置标题
plt.suptitle("2 subplots")
# 显示
plt.show()
4 图像的样式设置
- LineStyle：线形
- LineWidth：线宽
- Color：颜色
- MarkerType：标记点的形状
- MarkerSize：标记点的大小
- MarkerFaceColor：标记点内部的填充颜色
- MarkerEdgeColor：标记点边缘的颜色
4.1 LineStyle可选参数
'-' solid line style 实线
'--' dashed line style 虚线
'-.' dash-dot line style 点横线
':' dotted line style 点线
4.2 mark可选参数
'.' point marker 点
',' pixel marker 像素
'o' circle marker 圆圈
'v' triangle_down marker 下三角形
'^' triangle_up marker 上三角形
'<' triangle_left marker 左三角形
'>' triangle_right marker 右三角形
'1' tri_down marker
'2' tri_up marker
'3' tri_left marker
'4' tri_right marker
's' square marker 正方形
'p' pentagon marker 五角星形
'*' star marker 星号
'h' hexagon1 marker 六角星形
'H' hexagon2 marker 六角星形
'+' plus marker 加号
'x' x marker 叉号
'D' diamond marker 钻石形
'd' thin_diamond marker 细钻
'|' vline marker v线
'_' hline marker H线
4.3 color可选参数
cnames = {
'aliceblue': '#F0F8FF',
'antiquewhite': '#FAEBD7',
'aqua': '#00FFFF',
'aquamarine': '#7FFFD4',
'azure': '#F0FFFF',
'beige': '#F5F5DC',
'bisque': '#FFE4C4',
'black': '#000000',
'blanchedalmond': '#FFEBCD',
'blue': '#0000FF',
'blueviolet': '#8A2BE2',
'brown': '#A52A2A',
'burlywood': '#DEB887',
'cadetblue': '#5F9EA0',
'chartreuse': '#7FFF00',
'chocolate': '#D2691E',
'coral': '#FF7F50',
'cornflowerblue': '#6495ED',
'cornsilk': '#FFF8DC',
'crimson': '#DC143C',
'cyan': '#00FFFF',
'darkblue': '#00008B',
'darkcyan': '#008B8B',
'darkgoldenrod': '#B8860B',
'darkgray': '#A9A9A9',
'darkgreen': '#006400',
'darkkhaki': '#BDB76B',
'darkmagenta': '#8B008B',
'darkolivegreen': '#556B2F',
'darkorange': '#FF8C00',
'darkorchid': '#9932CC',
'darkred': '#8B0000',
'darksalmon': '#E9967A',
'darkseagreen': '#8FBC8F',
'darkslateblue': '#483D8B',
'darkslategray': '#2F4F4F',
'darkturquoise': '#00CED1',
'darkviolet': '#9400D3',
'deeppink': '#FF1493',
'deepskyblue': '#00BFFF',
'dimgray': '#696969',
'dodgerblue': '#1E90FF',
'firebrick': '#B22222',
'floralwhite': '#FFFAF0',
'forestgreen': '#228B22',
'fuchsia': '#FF00FF',
'gainsboro': '#DCDCDC',
'ghostwhite': '#F8F8FF',
'gold': '#FFD700',
'goldenrod': '#DAA520',
'gray': '#808080',
'green': '#008000',
'greenyellow': '#ADFF2F',
'honeydew': '#F0FFF0',
'hotpink': '#FF69B4',
'indianred': '#CD5C5C',
'indigo': '#4B0082',
'ivory': '#FFFFF0',
'khaki': '#F0E68C',
'lavender': '#E6E6FA',
'lavenderblush': '#FFF0F5',
'lawngreen': '#7CFC00',
'lemonchiffon': '#FFFACD',
'lightblue': '#ADD8E6',
'lightcoral': '#F08080',
'lightcyan': '#E0FFFF',
'lightgoldenrodyellow': '#FAFAD2',
'lightgreen': '#90EE90',
'lightgray': '#D3D3D3',
'lightpink': '#FFB6C1',
'lightsalmon': '#FFA07A',
'lightseagreen': '#20B2AA',
'lightskyblue': '#87CEFA',
'lightslategray': '#778899',
'lightsteelblue': '#B0C4DE',
'lightyellow': '#FFFFE0',
'lime': '#00FF00',
'limegreen': '#32CD32',
'linen': '#FAF0E6',
'magenta': '#FF00FF',
'maroon': '#800000',
'mediumaquamarine': '#66CDAA',
'mediumblue': '#0000CD',
'mediumorchid': '#BA55D3',
'mediumpurple': '#9370DB',
'mediumseagreen': '#3CB371',
'mediumslateblue': '#7B68EE',
'mediumspringgreen': '#00FA9A',
'mediumturquoise': '#48D1CC',
'mediumvioletred': '#C71585',
'midnightblue': '#191970',
'mintcream': '#F5FFFA',
'mistyrose': '#FFE4E1',
'moccasin': '#FFE4B5',
'navajowhite': '#FFDEAD',
'navy': '#000080',
'oldlace': '#FDF5E6',
'olive': '#808000',
'olivedrab': '#6B8E23',
'orange': '#FFA500',
'orangered': '#FF4500',
'orchid': '#DA70D6',
'palegoldenrod': '#EEE8AA',
'palegreen': '#98FB98',
'paleturquoise': '#AFEEEE',
'palevioletred': '#DB7093',
'papayawhip': '#FFEFD5',
'peachpuff': '#FFDAB9',
'peru': '#CD853F',
'pink': '#FFC0CB',
'plum': '#DDA0DD',
'powderblue': '#B0E0E6',
'purple': '#800080',
'red': '#FF0000',
'rosybrown': '#BC8F8F',
'royalblue': '#4169E1',
'saddlebrown': '#8B4513',
'salmon': '#FA8072',
'sandybrown': '#FAA460',
'seagreen': '#2E8B57',
'seashell': '#FFF5EE',
'sienna': '#A0522D',
'silver': '#C0C0C0',
'skyblue': '#87CEEB',
'slateblue': '#6A5ACD',
'slategray': '#708090',
'snow': '#FFFAFA',
'springgreen': '#00FF7F',
'steelblue': '#4682B4',
'tan': '#D2B48C',
'teal': '#008080',
'thistle': '#D8BFD8',
'tomato': '#FF6347',
'turquoise': '#40E0D0',
'violet': '#EE82EE',
'wheat': '#F5DEB3',
'white': '#FFFFFF',
'whitesmoke': '#F5F5F5',
'yellow': '#FFFF00',
'yellowgreen': '#9ACD32'}
5 图表基本属性设置
5.1 legend图例
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| loc | 图例的位置 |
| prop | 字体参数 |
| fontsize | 字体大小 |
| frameon | 是否显示边框 |
| edgecolor | 边框颜色 |
| facecolor | 背景色 |
| framealpha | 图例边框的透明度 |
| borderpad | 图例边框的内边距 |
| title | 图例的标题 |
loc参数
plt.legend(loc=‘lower left’)
- 0: ‘best’ 自动选择最佳位置
- 1: ‘upper right’
- 2: ‘upper left’
- 3: ‘lower left’
- 4: ‘lower right’
- 5: ‘right’
- 6: ‘center left’
- 7: ‘center right’
- 8: ‘lower center’
- 9: ‘upper center’
- 10: ‘center’
设置字体大小fontsize
int or float or {‘xx-small’, ‘x-small’, ‘small’, ‘medium’, ‘large’, ‘x-large’, ‘xx-large’}
设置图例边框及背景
plt.legend(loc=‘best’,frameon=False) #去掉图例边框
plt.legend(loc=‘best’,edgecolor=‘blue’) #设置图例边框颜色
plt.legend(loc=‘best’,facecolor=‘blue’) #设置图例背景颜色,若无边框,参数无效
设置图例标题
plt.legend(loc=‘best’,title=‘figure 1 legend’) #去掉图例边框
5.2 title标题
常用参数：
- fontsize设置字体大小，默认12，可选参数 [‘xx-small’, ‘x-small’, ‘small’, ‘medium’, ‘large’,‘x-large’, ‘xx-large’]
- fontweight设置字体粗细，可选参数 [‘light’, ‘normal’, ‘medium’, ‘semibold’, ‘bold’, ‘heavy’, ‘black’]
- fontstyle设置字体类型，可选参数[ ‘normal’ | ‘italic’ | ‘oblique’ ]，italic斜体，oblique倾斜
- verticalalignment设置水平对齐方式 ，可选参数 ： ‘center’ , ‘top’ , ‘bottom’ ,‘baseline’
- horizontalalignment设置垂直对齐方式，可选参数：left,right,center
- rotation(旋转角度)可选参数为:vertical,horizontal 也可以为数字
- alpha透明度，参数值0至1之间
- backgroundcolor标题背景颜色
- bbox给标题增加外框 ，常用参数如下：
- boxstyle方框外形
- facecolor(简写fc)背景颜色
- edgecolor(简写ec)边框线条颜色
- edgewidth边框线条大小
plt.title('Interesting Graph',fontsize='large'，fontweight='bold') 设置字体大小与格式
plt.title('Interesting Graph',color='blue') 设置字体颜色
plt.title('Interesting Graph',loc ='left') 设置字体位置
plt.title('Interesting Graph',verticalalignment='bottom') 设置垂直对齐方式
plt.title('Interesting Graph',rotation=45) 设置字体旋转角度
plt.title('Interesting',bbox=dict(facecolor='g', edgecolor='blue', alpha=0.65 )) 标题边框
5.3 annotate标注文字
annotate语法说明 ：annotate(s=‘str’ ,xy=(x,y) ,xytext=(l1,l2) ,…)
- s 为注释文本内容
- xy 为被注释的坐标点
- xytext 为注释文字的坐标位置
xycoords 参数如下:
- figure points points from the lower left of the figure 点在图左下方
- figure pixels pixels from the lower left of the figure 图左下角的像素
- figure fraction fraction of figure from lower left 左下角数字部分
- axes points points from lower left corner of axes 从左下角点的坐标
- axes pixels pixels from lower left corner of axes 从左下角的像素坐标
- axes fraction fraction of axes from lower left 左下角部分
- data use the coordinate system of the object being annotated(default) 使用的坐标系统被注释的对象（默认）
- polar(theta,r) if not native ‘data’ coordinates t
5.4 xticks/yticks轴刻度
参数用法见title用法
plt.xticks(ticks=None, labels=None, **kwargs)[source]
6
6.1 箱线图
6.2 直方图
6.3 柱状图
# 导入numpy库与matplotlib.pyplot库
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 柱状图条目
divisions = ["Div-A", "Div-B", "Div-C", "Div-D", "Div-E"]
# 柱状图条目的值
divisions_average_marks = [70, 82, 73, 65, 68]
# 绘制图形
plt.bar(divisions, divisions_average_marks, color="green")
# 设置标题
plt.title("Bar Graph")
# 设置x轴标签
plt.xlabel("Divisions")
# 设置y轴标签
plt.ylabel("Marks")
# 显示
plt.show()
# 导入numpy库与matplotlib.pyplot库
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 柱状图条目
divisions = ["Div-A", "Div-B", "Div-C", "Div-D", "Div-E"]
# 柱状图条目的值
divisions_average_marks = [70, 82, 73, 65, 68]
boys_average_marks = [68, 67, 77, 61, 70]
index = np.arange(5)
width = 0.30
# 绘制图形
plt.bar(index, divisions_average_marks, width, color="green", label="Division Marks")
plt.bar(index + width, boys_average_marks, width, color="red", label="Boys Marks")
# 设置标题
plt.title("Bar Graph")
# 设置x轴标签
plt.xlabel("Divisions")
# 设置y轴标签
plt.ylabel("Marks")
# 设置 x 轴刻度
plt.xticks(index + width/2, divisions)
# 设置图例
plt.legend(loc='best')
# 显示
plt.show()
# 导入numpy库与matplotlib.pyplot库
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 柱状图条目
divisions = ["Div-A", "Div-B", "Div-C", "Div-D", "Div-E"]
# 柱状图条目的值
boys_average_marks = [68, 67, 77, 61, 70]
girls_average_marks = [72, 97,69, 69, 66]
index = np.arange(5)
width = 0.30
# 绘制图形
plt.bar(index, boys_average_marks, width, color="red", label="Boys Marks")
plt.bar(index, girls_average_marks, width, color="blue", label="Girls Marks", bottom=boys_average_marks)
# 设置标题
plt.title("Bar Graph")
# 设置x轴标签
plt.xlabel("Divisions")
# 设置y轴标签
plt.ylabel("Marks")
# 设置 x 轴刻度
plt.xticks(index, divisions)
# 设置图例
plt.legend(loc='best')
# 显示
plt.show()
