matplotlib基本要點

• matplotlib基本要點
  • 什么是matplotlib
    • 為什么要學習matplotlib
  • matplotlib基本要點
    • 簡單使用：假設一天中每隔兩小時range(2,26,2)的氣溫℃分別是[15,13,14.5,17,20,25,26,26,27,22,18,15]
    • 可以改進的地方
  • 總結之前我們都做了什么

什么是matplotlib

matplotlib：最流行的Python底層繪圖庫，主要做詩句可視化圖表，名字取材于MATLAB,模仿MATLAB構建

為什么要學習matplotlib

1. 能將資料進行可視化，更直觀的呈現
2. 使資料更加直觀、更具說服力

matplotlib基本要點

• axis軸，指的是x或者y這種坐標軸
• 每個紅色的點是坐標，把五個點的坐標連接成一條直線，組成了一個折線圖

簡單使用：假設一天中每隔兩小時range(2,26,2)的氣溫℃分別是[15,13,14.5,17,20,25,26,26,27,22,18,15]

from matplotlib import pyplot as plt

x = range(2, 26, 2)
y = [15, 13, 14.5, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18, 15]

# 繪圖
plt.plot(x, y)
# 展示圖形
plt.show()

可以改進的地方

1. 設定圖片大小（要一個高清無碼大圖）

fig = plt.figure(figsize=(20,8),dpi=80)

figure圖形圖示的意思，在這里指的就是我們畫的圖
通過實體化一個figure并且傳遞引數，能夠在后臺自動使用該figure實體
在影像模糊的時候可以傳入dpi引數，讓圖片更加清晰

2. 保存到本地
   保存圖片

plt.savefig("./sit_size.png")  

可以保存為svg這種矢量圖格式，放大不會有鋸齒

3. 描述資訊，比如x軸和y軸表示什么，這個圖表示什么，設定中文字體

   1. 為什么無法顯示中文：matplotlib默認不支持中文字符，因為默認的英文字體無法顯示漢字
   2. 查看linux/mac下面支持的字體：
      1. fc-list -> 查看支持的字體
      2. fc-list :lang=zh ->查看支持的中文（冒號前面有空格）
   3. 如何修改matplotlib的默認字體？
      1. 通過matplotlib.rc可以修改
      2. 通過matplotlin 下的font_manager可以解決

# 設定中文字體
my_font = font_manager.FontProperties(fname="/System/Library/Fonts/PingFang.ttc")
plt.xticks(x[::5],_x_ticks[::5],rotation=90,fontproperties=my_font)
plt.xlabel("時間",fontproperties=myfont)#設定x軸的label
plt.ylabel("溫度(℃)"，fontproperties=myfont)#設定y軸的label
plt.title("10點到12點每分鐘的時間變化情況",frontproperties=myfont)#設定title

4. 調整x或y的刻度的間距

x = range(2,26,2)
plt.xticks(x[::2])

當刻度太密集時候使用串列的步長（間隔取值）來解決，matplotlib會自動幫我們對應，

5. 線條的樣式（比如顏色，透明度等）
   繪制網格，alpha為透明度

plt.grid(alpha= 0.4)

繪制自己的圖形風格

6. 標記出特殊的點（比如告訴別人最高點和最低點在哪兒）

7. 給圖片添加一個水印（防偽，防止盜用）

• 案例代碼一

"""
matplotlib繪制10點到12點的氣溫
"""
import matplotlib.pyplot as plt

x = range(2, 26, 2)
y = [15, 13, 14.5, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18, 15]
# 設定圖片大小 ,figsize(寬，高),dpi每英寸上點的個數
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)
# 設定x軸的刻度 , X軸并不是我們自己的刻度
_xtick_lables = [i / 2 for i in range(4, 49)]
plt.xticks(_xtick_lables[::3])  # 當刻度太密集使用串列的步長（間隔取值）來解決，matplotlib會自動幫我們對應
plt.yticks(range(min(y), max(y) + 1))
# 繪圖
plt.plot(x, y)
# 保存圖片
# plt.savefig("./t1.png")
# 展示圖形
plt.show()

• 案例代碼二

"""
串列a表示10點到12點的每一分鐘的氣溫，如何繪制折線圖觀察每分鐘氣溫的變化情況
a = [random.randint(20,35) for i in range(120)]
"""
from matplotlib import pyplot as plt, font_manager
import random
import matplotlib

# Windows和Linux設定字體的方式
# font = {'family': 'monospace',
#         'weight': 'bold',
#         'size': 'larger'}
# matplotlib.rc()
# matplotlib.rc("font",family='MicroSoft YaHei', weight='bold')

# 另外一種設定字體大小的方式
# my_font = font_manager.FontProperties(fname="C:\Windows\Fonts\mingliub.ttc")
# 設定字體為SimHei顯示中文
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
# 設定正常顯示字符
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

x = range(0, 120)
y = [random.randint(20, 35) for i in range(120)]
# 調整圖片大小
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)
plt.plot(x, y)
# 調整x軸的刻度
_xtick_lables = ["10點{}分".format(i) for i in range(60)]
_xtick_lables += ["11點{}分".format(i) for i in range(60)]
# 取步長，數字和字串一一對應，資料的長度一樣
# plt.xticks(list(x)[::3], _xtick_lables[::3], rotation = 45, fontproperties=my_font) # rotation,旋轉的度數
plt.xticks(list(x)[::3], _xtick_lables[::3], rotation=45)

# 添加描述資訊
plt.xlabel("時間")
plt.ylabel("溫度 單位（℃）")
plt.title("10點到12點每分鐘氣溫變化情況")
plt.show()

• 案例三

"""
假設大家在30歲的時候，根據自己的實際情況，
統計出來了從11歲到30歲每年交的女（男）朋友的數量如串列a,
請繪制出該資料的折線圖，以便分析自己每年交女（男）朋友的數量走勢
a = [1,0,1,1,2,4,3,2,3,4,4,5,6,5,4,3,3,1,1,1]
y表示個數
x表示歲數，比如11歲，12歲等
"""
from matplotlib import pyplot as plt

y = [1, 0, 1, 1, 2, 4, 3, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 5, 4, 3, 3, 1, 1, 1]
x = range(11, 31)

# 設定中文
# 設定字體為SimHei顯示中文
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
# 設定正常顯示字符
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

# 設定圖形大小
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)

plt.plot(x, y)

# 設定x軸刻度
x_ticks_lables = ["{}歲".format(i) for i in x]
plt.xticks(x, x_ticks_lables)
# 繪制網格,設定透明度
plt.grid(alpha=0.4)
# 展示
plt.show()

• 案例四

"""
假設大家在30歲的時候，根據自己的實際情況，
統計出來了你和你同桌從11歲到30歲每年交的女（男）朋友的數量如串列a和串列b,
請在一個圖中繪制出該資料的折線圖，
以便分析自己和同桌20年之間的差異，同時分析每年交女（男）朋友的數量走勢

a = [1, 0, 1, 1, 2, 4, 3, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 5, 4, 3, 3, 1, 1, 1]
b = [1, 0, 3, 1, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]
y表示個數
x表示歲數，比如11歲，12歲等
"""

from matplotlib import pyplot as plt

y_1 = [1, 0, 1, 1, 2, 4, 3, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 5, 4, 3, 3, 1, 1, 1]
y_2 = [1, 0, 3, 1, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]
x = range(11, 31)

# 設定中文
# 設定字體為SimHei顯示中文
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
# 設定正常顯示字符
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

# 設定圖形大小
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)

plt.plot(x, y_1, label="自己", color="orange", linestyle=':')
plt.plot(x, y_2, label="同桌", color="cyan", linestyle='--')

# 設定x軸刻度
x_ticks_lables = ["{}歲".format(i) for i in x]
plt.xticks(x, x_ticks_lables)

# 繪制網格
plt.grid(alpha=0.4)

# 添加圖列
plt.legend(loc="upper left")

# 展示
plt.show()

總結之前我們都做了什么

1. 繪制了折線圖（plt.plot）
2. 設定了圖片的大小和解析度（plt.figure）
3. 實作了圖片的保存（plt.savefig）
4. 設定了xy軸上的刻度和字串（xticks）
5. 解決了刻度系數和密集的問題（xticks）
6. 設定了標題，xy軸的lable(title,xlable,ylable)
7. 設定了字體（font_manager.fontProperties,matplotlib.rc）
8. 在同一個圖上繪制多個圖形（plt多次plot即可）
9. 為不同的圖形添加圖例

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