Matplotlib的基础用法

本文介绍了使用Matplotlib进行数据可视化的基础操作,包括绘制简单直线图、设置线型样式、调整坐标轴范围与标签、以及如何添加图例等内容。
  • 基础用法
    import matplotlib.pyplot as plt
    import numpy as np
1.画出简单的直线图
x = np.linspace(-3,3,50)
y = 2*x + 1
plt.plot(x,y)
plt.show()

2.显示多个figure与多线段figure以及线段个性设置
y1 = 2*x + 1
y2 = x**2

plt.figure(num = 3) # num参数为figure的序号
plt.plot()

plt.figure(figsize = (10,5)) # figsize设置长宽
plt.plot(x,y1,color = 'red',linewith = 1.0,linestyle = '--')
plt.plot(x,y2) # 两个线段显示在一个figure中
plt.show()
 * linewith为线宽,color为线的颜色,linestyle = '--’设置虚线
  • 设置坐标轴
1.设置x,y轴坐标范围
plt.xlim((-1,2))
plt.ylim((-2,3))

2.替换坐标轴角标
new_ticks = np.linspace(-1,2,5)
plt.xticks(new_ticks) # 设置x轴角标
plt.yticks([-2,-1.8,-1,1.22,3,],
	['really bad','bad','normal','good','relly good']) # 与数值显示为字体一一对应

3.设置坐标轴注释
plt.xlabel('I am x')
plt.ylabel('I am y')

4.设置坐标位置
#gca = 'get current axis'
ax = plt.gca()
ax.spines['right'].set_color('none') # 将右边框设置为空
ax.spines['top'].set_color('none') # 将上边框设置为空
ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')
ax.yaxis.set_ticks_postion('left') # 将y轴设置为左边框
ax.spines['bottom'].set_position(('data',0))
ax.spines['left'].set_position(('data',0))

在这里插入图片描述

  • 图例的设置
l1, = plt.plot(x,y2,color = 'red',linewidth=1.0,linestyle='--',label = 'down')
l2, = plt.plot(x,y1,label = 'up')

plt.legend(handles = [l1,l2],labels =['aaa','bbb'],loc = 'best')
plt.show()

* 为了方便起见可以直接使用以下形式
#plt.plot(x,y2,color = 'red',linewidth=1.0,linestyle='--',label = 'down')
#plt.plot(x,y1,label = 'up')
#plt.legend()

#plt.show()

Detail:
 # 在plot中线条设置中添加label以及图例的名字,之后调用legend方法才会显示
 # loc 默认为best可以设置为upper right等
 # matplotlib中plt.plot返回的是直线对象,若把其当作变量需要加','
 # handles可以控制显示哪些直线的图例,labels可以给图例重新命名

在这里插入图片描述

### Matplotlib基础知识 Matplotlib 是 Python 的一个绘图库,广泛应用于科学计算中的数据可视化工作[^1]。该库并非 Python 内置的一部分,在使用之前需要手动安装,并且其功能实现依赖于 NumPy 库的支持。 #### 安装与环境配置 为了能够顺利运行 Matplotlib 绘制图表的功能,确保环境中已经安装了最新版本的 Matplotlib 和必要的依赖项 NumPy。可以通过 pip 工具来完成安装: ```bash pip install matplotlib numpy ``` #### 创建第一个图表 一旦完成了上述准备工作之后,就可以开始尝试创建简单的图表了。下面的例子展示了如何利用 `plt.plot()` 方法绘制一条折线图: ```python import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np # 准备一些测试数据 x = np.linspace(0, 9, 10) y = x ** 2 # 使用 plot() 方法画出曲线 plt.plot(x, y) # 显示图像 plt.show() ``` 这段代码首先导入所需的模块并准备了一些简单的一维数组作为横纵坐标值;接着通过调用 `plot` 方法指定 X 轴和 Y 轴上的数值序列即可得到对应的图形表示形式;最后调用了 `show` 来呈现最终的结果窗口[^4]。 #### 自定义图表外观 除了基本线条外,还可以进一步调整图表样式,比如改变颜色、标记点形状以及添加网格线等特性。这里给出一段更复杂的例子说明这些自定义选项的应用方式: ```python import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np x = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256, endpoint=True) c, s = np.cos(x), np.sin(x) plt.figure(figsize=(8,6)) plt.plot(x, c, color="blue", linewidth=2.0, linestyle="-", label='cosine') plt.plot(x, s, 'r*', markersize=7, markerfacecolor='red', label='sine') ax = plt.gca() # 获取当前轴域对象 ax.spines['right'].set_color('none') # 隐藏右边框 ax.spines['top'].set_color('none') # 隐藏上边框 ax.xaxis.set_ticks_position('bottom') # 设置X轴刻度位置到底部 ax.yaxis.set_ticks_position('left') # 设置Y轴刻度位置到左侧 ax.spines['bottom'].set_position(('data', 0)) ax.spines['left'].set_position(('data', 0)) plt.xlim(x.min()*1.1, x.max()*1.1) # 设定X轴范围 plt.xticks([-np.pi, -np.pi/2, 0, np.pi/2, np.pi], [r'$-\pi$', r'$-\pi/2$', r'$0$', r'$+\pi/2$', r'$+\pi$']) # 更改默认标签文字 plt.ylim(c.min()*1.1, c.max()*1.1) # 设定Y轴范围 plt.legend(loc='upper left') # 添加图例 plt.grid(True) # 开启网格显示 plt.title(r'Simple Trig Functions') # 图表标题 plt.show() ``` 以上脚本不仅实现了两个三角函数(正弦波形和余弦波形)的同时展示,还加入了更多细节性的美化处理措施,使得整个画面更加直观易懂。
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