matplotlib 學(xué)習(xí)
Matplotlib是一個(gè)Python 2D繪圖庫(kù)，可以生成各種硬拷貝格式和跨平臺(tái)交互式環(huán)境的出版物質(zhì)量數(shù)據(jù)呼渣。Matplotlib可用于Python腳本擂橘，Python和IPython shell晌区，Jupyter筆記本，Web應(yīng)用程序服務(wù)器和四個(gè)圖形用戶界面工具包贝室。
matplotlib是最流行的用于數(shù)據(jù)可視化和分析工具之一契讲，它是一個(gè)數(shù)學(xué)繪圖庫(kù)，可以用它來(lái)制作簡(jiǎn)單的圖表滑频，生成繪圖捡偏，直方圖，功率譜峡迷，條形圖银伟，誤差圖，散點(diǎn)圖等绘搞。
安裝 matplotlib
- linux 下安裝
sudo apt-get install python3-matplotlib
- windows 下安裝
windows 下安裝比較麻煩彤避， 參考鏈接 windows下python安裝matplotlib庫(kù)
測(cè)試 matplotlib
測(cè)試方法就是啟動(dòng)終端， 運(yùn)行python夯辖， 看是否可以導(dǎo)入matplotlib庫(kù)琉预， 不報(bào)錯(cuò)就是安裝正常
$python
>>> import matplotlib
>>>
使用 matplotlib
繪制簡(jiǎn)單的折線圖
# 導(dǎo)入庫(kù)
import matplotlib.pyplot as plt
input_values = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
squares = [1, 4, 9, 16, 25, 36]
# 調(diào)用plot函數(shù)繪制圖形
plt.plot(input_values, squares, linewidth=5)
# 設(shè)置圖表的標(biāo)題， 并給坐標(biāo)軸加上標(biāo)簽
plt.title("Square Numbers", fontsize=16)
plt.xlabel("value", fontsize=14)
plt.ylabel("Square of value", fontsize=14)
# 設(shè)置刻度標(biāo)記的大小
plt.tick_params(axis='both', labelsize=14)
# 顯示圖形
plt.show()
例子函數(shù)方法說(shuō)明
plt.plot(input_values, squares, linewidth=5) 函數(shù)
這個(gè)函數(shù)根據(jù)給出的數(shù)字繪制有意義的圖形蒿褂， input_values表示的是輸入的值圆米，squares數(shù)是需要繪制圖形的數(shù)字也就是輸出值， 都是以列表的方式傳入啄栓， 接著可以使用 linewidth 指定線條的粗細(xì)plt.title() 函數(shù)
這個(gè)函數(shù)用于指定圖形的標(biāo)題plt.xlabel() 函數(shù)
這個(gè)函數(shù)用于指定x軸的標(biāo)簽名娄帖， 可用 fontsize=數(shù)值 的形式指定字體的大小plt.ylabel() 函數(shù)
這個(gè)函數(shù)用于指定y軸的標(biāo)簽名， 可用 fontsize=數(shù)值 的形式指定字體的大小plt.tick_params(axis='both'昙楚，fontsize=14) 函數(shù)
這個(gè)函數(shù)可以設(shè)置刻度的樣式近速， 其中 axis='both' 將影響x軸和y軸的刻度plt.show() 函數(shù)
這個(gè)函數(shù)打開(kāi)matplotlib查看器，顯示繪制的圖形堪旧。
繪制簡(jiǎn)單的散點(diǎn)圖
# 導(dǎo)入庫(kù)
import matplotlib.pyplot as plt
x_values = list(range(1,1001))
y_values = [x**2 for x in x_values]
# plt.scatter(x_values, y_values, c='red', edgecolors='none' ,s=40)
# plt.scatter(x_values, y_values, c=(0, 0, 0.8), edgecolors='none' ,s=40)
plt.scatter(x_values, y_values, c=y_values, cmap=plt.cm.Blues, edgecolors='none' ,s=40)
# 設(shè)置圖表的標(biāo)題削葱， 并給坐標(biāo)軸加上標(biāo)簽
plt.title("Square Numbers", fontsize=16)
plt.xlabel("Value", fontsize=14)
plt.ylabel("Square of value", fontsize=14)
# 設(shè)置刻度標(biāo)記的大小
plt.tick_params(axis='both', which='major', labelsize=14)
plt.axis([0, 1100, 0, 1100000])
plt.show()
# plt.savefig('Squares_plot.png', bbox_inches='tight')
例子函數(shù)方法說(shuō)明
plt.scatter((x_values, y_values, c=y_values, cmap=plt.cm.Blues, edgecolors='none' ,s=40)) 函數(shù)
用于繪制點(diǎn)，接收兩個(gè)數(shù)值或者列表形式存儲(chǔ)的數(shù)值淳梦，分別為x坐標(biāo)和y坐標(biāo)佩耳；
c參數(shù)用于指定顏色，這個(gè)顏色可以是顏色名(c='red')谭跨， 16進(jìn)制顏色碼(c='#336699')干厚， 或者是根據(jù)某個(gè)值來(lái)設(shè)置顏色(c='y_values',cmap=plt.cm.Blues)李滴，將顏色設(shè)置為y值列表，并使用參數(shù)cmap告訴Python使用哪個(gè)顏色映射蛮瞄，這些代碼將y值較小值的點(diǎn)顯示為淺藍(lán)色所坯， 將y值較大的點(diǎn)設(shè)置為深藍(lán)色；
edgecolors='none'表示刪除數(shù)據(jù)點(diǎn)的輪廓挂捅；s參數(shù)表示每個(gè)點(diǎn)的大小plt.axis([0, 1100, 0, 1100000]) 函數(shù)
axis函數(shù)接收一個(gè)列表芹助， 列表中存儲(chǔ)4個(gè)數(shù)值； 這4個(gè)值中前兩個(gè)指定x軸的最小值和最大值闲先， 后兩個(gè)值用于指定y軸的最小值和最大值plt.savefig('Squares_plot.png', bbox_inches='tight') 函數(shù)
第一個(gè)實(shí)參指定要以什么樣的文件名保存圖表状土，這個(gè)文件將存儲(chǔ)到scatter_squares.py所在的目錄中；第二個(gè)實(shí)參指定將圖表多余的空白區(qū)域裁剪掉伺糠。如果要保留圖表周圍多余的空白區(qū)域蒙谓，可省略這個(gè)實(shí)參。
matpoltlib 呈現(xiàn)隨機(jī)漫步
隨機(jī)漫步：每次行走都完全是隨機(jī)的训桶，沒(méi)有明確的方向累驮，結(jié)果是由一系列隨機(jī)決策決定的。
from random import choice
import matplotlib.pyplot as plt
class RandomWwalk():
"""生成隨機(jī)漫步數(shù)據(jù)的類"""
def __init__(self, num_points=5000):
"""初始化隨機(jī)漫步屬性"""
self.num_points = num_points
#所有隨機(jī)漫步都始于(0, 0)
self.x_values = [0]
self.y_values = [0]
def fill_walk(self):
"""計(jì)算隨機(jī)漫步包含的所有點(diǎn)"""
# 不斷漫步舵揭， 知道列表達(dá)到指定長(zhǎng)度
while len(self.x_values) < self.num_points:
# 決定前進(jìn)方向即沿這個(gè)方向前進(jìn)距離
x_direction = choice([1, -1])
x_distance = choice([1, 2, 3, 4])
x_step = x_direction*x_distance
y_direction = choice([1, -1])
y_distance = choice([1, 2, 3, 4])
y_step = y_direction*y_distance
# 拒絕原地他踏步
if x_step == 0 and y_step == 0:
continue
# 計(jì)算下一個(gè)點(diǎn)的x和y的值
next_x = self.x_values[-1] + x_step
next_y = self/y_values[-1] + y_step
self.x_values.append(next_x)
self.y_values.append(next_y)
while True:
# 創(chuàng)建一個(gè)RandomWalk的實(shí)例谤专， 并將其包含的點(diǎn)都繪制出來(lái)
rw = RandomWwalk()
rw.fill_walk()
# 設(shè)置窗口的大小
plt.figure(figsize=(10, 6))
point_numbers = list(range(rw.num_points))
plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, c=point_numbers,cmap=plt.cm.Blues, edgecolors='none', s=15)
# 突出起點(diǎn)和終點(diǎn), 也就是重新繪制起點(diǎn)和終點(diǎn)的圖， 并賦予不同的大小和顏色
plt.scatter(0, 0, c='green', edgecolors='none', s=100)
plt.scatter(rw.x_values[-1], rw.y_values[-1], c='red', edgecolors='none', s=100)
# 隱藏坐標(biāo)軸
plt.axes().get_xaxis().set_visible(False)
plt.axes().get_yaxis().set_visible(False)
plt.show()
# 詢問(wèn)是否結(jié)束午绳， 如果輸入'n'將結(jié)束循環(huán)
Keep_running = input("Make another walk? (y/n): ")
if Keep_running == "n":
break
