用Python代码绘制二维图,学会可提高你的编写水平!

1.二维绘图

a. 一维数据集

用 Numpy ndarray 作为数据传入 ply

1.
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(1000)
y = np.random.standard_normal(10)
print "y = %s"% y
x = range(len(y))
print "x=%s"% x
plt.plot(y)
plt.show()

2.操纵坐标轴和增加网格及标签的函数
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(1000)
y = np.random.standard_normal(10)
plt.plot(y.cumsum())
plt.grid(True) ##增加格点
plt.axis('tight') # 坐标轴适应数据量 axis 设置坐标轴
plt.show()

3.plt.xlim 和 plt.ylim 设置每个坐标轴的最小值和最大值
#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(1000)
y = np.random.standard_normal(20)
plt.plot(y.cumsum())
plt.grid(True) ##增加格点
plt.xlim(-1,20)
plt.ylim(np.min(y.cumsum())- 1, np.max(y.cumsum()) + 1)

plt.show()

4. 添加标题和标签 plt.title, plt.xlabe, plt.ylabel 离散点, 线
#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(1000)
y = np.random.standard_normal(20)

plt.figure(figsize=(7,4)) #画布大小
plt.plot(y.cumsum(),'b',lw = 1.5) # 蓝色的线
plt.plot(y.cumsum(),'ro') #离散的点
plt.grid(True)
plt.axis('tight')
plt.xlabel('index')
plt.ylabel('value')
plt.title('A simple Plot')
plt.show()

b. 二维数据集
np.random.seed(2000)
y = np.random.standard_normal((10, 2)).cumsum(axis=0)   #10行2列   在这个数组上调用cumsum 计算赝本数据在0轴(即第一维)上的总和
print y

1.两个数据集绘图
#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(2000)
y = np.random.standard_normal((10, 2))
plt.figure(figsize=(7,5))
plt.plot(y, lw = 1.5)
plt.plot(y, 'ro')
plt.grid(True)
plt.axis('tight')
plt.xlabel('index')
plt.ylabel('value')
plt.title('A simple plot')
plt.show()

2.添加图例 plt.legend(loc = 0)
#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(2000)
y = np.random.standard_normal((10, 2))
plt.figure(figsize=(7,5))
plt.plot(y[:,0], lw = 1.5,label = '1st')
plt.plot(y[:,1], lw = 1.5, label = '2st')
plt.plot(y, 'ro')
plt.grid(True)
plt.legend(loc = 0) #图例位置自动
plt.axis('tight')
plt.xlabel('index')
plt.ylabel('value')
plt.title('A simple plot')
plt.show()

3.使用2个 Y轴(左右)fig, ax1 = plt.subplots() ax2 = ax1.twinx()
#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(2000)
y = np.random.standard_normal((10, 2))

fig, ax1 = plt.subplots() # 关键代码1 plt first data set using first (left) axis

plt.plot(y[:,0], lw = 1.5,label = '1st')

plt.plot(y[:,0], 'ro')
plt.grid(True)
plt.legend(loc = 0) #图例位置自动
plt.axis('tight')
plt.xlabel('index')
plt.ylabel('value')
plt.title('A simple plot')

ax2 = ax1.twinx()  #关键代码2  plt second data set using second(right) axis
plt.plot(y[:,1],'g', lw = 1.5, label = '2nd')
plt.plot(y[:,1], 'ro')
plt.legend(loc = 0)
plt.ylabel('value 2nd')
plt.show()

4.使用两个子图(上下,左右)plt.subplot(211)

通过使用 plt.subplots 函数,可以直接访问底层绘图对象,例如可以用它生成和第一个子图共享 x 轴的第二个子图.

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(2000)
y = np.random.standard_normal((10, 2))

plt.figure(figsize=(7,5))
plt.subplot(211)  #两行一列,第一个图
plt.plot(y[:,0], lw = 1.5,label = '1st')
plt.plot(y[:,0], 'ro')
plt.grid(True)
plt.legend(loc = 0) #图例位置自动
plt.axis('tight')
plt.ylabel('value')
plt.title('A simple plot')


plt.subplot(212) #两行一列.第二个图
plt.plot(y[:,1],'g', lw = 1.5, label = '2nd')
plt.plot(y[:,1], 'ro')
plt.grid(True)
plt.legend(loc = 0)
plt.xlabel('index')
plt.ylabel('value 2nd')
plt.axis('tight')
plt.show()

5.左右子图

有时候,选择两个不同的图标类型来可视化数据可能是必要的或者是理想的.利用子图方法:

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(2000)
y = np.random.standard_normal((10, 2))

plt.figure(figsize=(10,5))
plt.subplot(121)  #两行一列,第一个图
plt.plot(y[:,0], lw = 1.5,label = '1st')
plt.plot(y[:,0], 'ro')
plt.grid(True)
plt.legend(loc = 0) #图例位置自动
plt.axis('tight')
plt.xlabel('index')
plt.ylabel('value')
plt.title('1st Data Set')

plt.subplot(122)
plt.bar(np.arange(len(y)), y[:,1],width=0.5, color='g',label = '2nc')
plt.grid(True)
plt.legend(loc=0)
plt.axis('tight')
plt.xlabel('index')
plt.title('2nd Data Set')
plt.show()

c.其他绘图样式,散点图,直方图等
1.散点图 scatter
#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(2000)
y = np.random.standard_normal((1000, 2))
plt.figure(figsize=(7,5))
plt.scatter(y[:,0],y[:,1],marker='o')
plt.grid(True)
plt.xlabel('1st')
plt.ylabel('2nd')
plt.title('Scatter Plot')
plt.show()

2.直方图 plt.hist
#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(2000)
y = np.random.standard_normal((1000, 2))
plt.figure(figsize=(7,5))
plt.hist(y,label=['1st','2nd'],bins=25)
plt.grid(True)
plt.xlabel('value')
plt.ylabel('frequency')
plt.title('Histogram')
plt.show()

3.直方图 同一个图中堆叠
#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(2000)
y = np.random.standard_normal((1000, 2))
plt.figure(figsize=(7,5))
plt.hist(y,label=['1st','2nd'],color=['b','g'],stacked=True,bins=20)
plt.grid(True)
plt.xlabel('value')
plt.ylabel('frequency')
plt.title('Histogram')
plt.show()

4.箱型图 boxplot
#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(2000)
y = np.random.standard_normal((1000, 2))
fig, ax = plt.subplots(figsize=(7,4))
plt.boxplot(y)

plt.grid(True)
plt.setp(ax,xticklabels=['1st' , '2nd'])
plt.xlabel('value')
plt.ylabel('frequency')
plt.title('Histogram')
plt.show()

5.绘制函数
from matplotlib.patches import Polygon
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

#1. 定义积分函数
def func(x):
    return 0.5 * np.exp(x)+1

#2.定义积分区间
a,b = 0.5, 1.5
x = np.linspace(0, 2 )
y = func(x)
#3.绘制函数图形
fig, ax = plt.subplots(figsize=(7,5))
plt.plot(x,y, 'b',linewidth=2)
plt.ylim(ymin=0)
#4.核心, 我们使用Polygon函数生成阴影部分,表示积分面积:
Ix = np.linspace(a,b)
Iy = func(Ix)
verts = [(a,0)] + list(zip(Ix, Iy))+[(b,0)]
poly = Polygon(verts,facecolor='0.7',edgecolor = '0.5')
ax.add_patch(poly)
#5.用plt.text和plt.figtext在图表上添加数学公式和一些坐标轴标签。
plt.text(0.5 *(a+b),1,r"$\int_a^b f(x)\mathrm{d}x$", horizontalalignment ='center',fontsize=20)
plt.figtext(0.9, 0.075,'$x$')
plt.figtext(0.075, 0.9, '$f(x)$')
#6. 分别设置x,y刻度标签的位置。
ax.set_xticks((a,b))
ax.set_xticklabels(('$a$','$b$'))
ax.set_yticks([func(a),func(b)])
ax.set_yticklabels(('$f(a)$','$f(b)$'))
plt.grid(True)

2.金融学图表 matplotlib.finance

1.烛柱图 candlestick
#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.finance as mpf
start = (2014, 5,1)
end = (2014, 7,1)
quotes = mpf.quotes_historical_yahoo('^GDAXI',start,end)
# print quotes[:2]

fig, ax = plt.subplots(figsize=(8,5))
fig.subplots_adjust(bottom = 0.2)
mpf.candlestick(ax, quotes, width=0.6, colorup='b',colordown='r')
plt.grid(True)
ax.xaxis_date() #x轴上的日期
ax.autoscale_view()
plt.setp(plt.gca().get_xticklabels(),rotation=30) #日期倾斜
plt.show()

2. plot_day_summary

该函数提供了一个相当类似的图标类型,使用方法和 candlestick 函数相同,使用类似的参数. 这里开盘价和收盘价不是由彩色矩形表示,而是由两条短水平线表示.

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.finance as mpf
start = (2014, 5,1)
end = (2014, 7,1)
quotes = mpf.quotes_historical_yahoo('^GDAXI',start,end)
# print quotes[:2]

fig, ax = plt.subplots(figsize=(8,5))
fig.subplots_adjust(bottom = 0.2)
mpf.plot_day_summary(ax, quotes,  colorup='b',colordown='r')
plt.grid(True)
ax.xaxis_date() #x轴上的日期
ax.autoscale_view()
plt.setp(plt.gca().get_xticklabels(),rotation=30) #日期倾斜
plt.show()

3.股价数据和成交量
#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.finance as mpf
start = (2014, 5,1)
end = (2014, 7,1)
quotes = mpf.quotes_historical_yahoo('^GDAXI',start,end)
# print quotes[:2]

quotes = np.array(quotes)
fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2, sharex=True, figsize=(8,6))
mpf.candlestick(ax1, quotes, width=0.6,colorup='b',colordown='r')
ax1.set_title('Yahoo Inc.')
ax1.set_ylabel('index level')
ax1.grid(True)
ax1.xaxis_date()
plt.bar(quotes[:,0] - 0.25, quotes[:, 5], width=0.5)

ax2.set_ylabel('volume')
ax2.grid(True)
ax2.autoscale_view()
plt.setp(plt.gca().get_xticklabels(),rotation=30)
plt.show()

3.3D 绘图

#!/etc/bin/python
#coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

stike = np.linspace(50, 150, 24)
ttm = np.linspace(0.5, 2.5, 24)
stike, ttm = np.meshgrid(stike, ttm)
print  stike[:2]

iv = (stike - 100) ** 2 / (100 * stike) /ttm
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
fig = plt.figure(figsize=(9,6))
ax = fig.gca(projection='3d')
surf = ax.plot_surface(stike, ttm, iv, rstride=2, cstride=2, cmap=plt.cm.coolwarm, linewidth=0.5, antialiased=True)
ax.set_xlabel('strike')
ax.set_ylabel('time-to-maturity')
ax.set_zlabel('implied volatility')

plt.show()

最后,如果你对Python感兴趣,想要学习Python,希望可以帮到你,一起加油!以上是给大家分享的Python全套学习资料,都是我自己学习时整理的:

一、Python所有方向的学习路线

Python所有方向路线就是把Python常用的技术点做整理,形成各个领域的知识点汇总,它的用处就在于,你可以按照上面的知识点去找对应的学习资源,保证自己学得较为全面。

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二、学习软件

工欲善其事必先利其器。学习Python常用的开发软件都在这里了,还有环境配置的教程,给大家节省了很多时间。

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三、全套PDF电子书

书籍的好处就在于权威和体系健全,刚开始学习的时候你可以只看视频或者听某个人讲课,但等你学完之后,你觉得你掌握了,这时候建议还是得去看一下书籍,看权威技术书籍也是每个程序员必经之路。

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四、入门学习视频全套

我们在看视频学习的时候,不能光动眼动脑不动手,比较科学的学习方法是在理解之后运用它们,这时候练手项目就很适合了。

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五、实战案例

光学理论是没用的,要学会跟着一起敲,要动手实操,才能将自己的所学运用到实际当中去,这时候可以搞点实战案例来学习。

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 **学习资源已打包,需要的小伙伴可以戳这里:【学习资料】 

<think>好的,我需要帮助用户获取用Python绘制拉丁超立方体抽样(LHS)二维散点图的代码示例。首先,我得回忆一下LHS的基本原理。拉丁超立方体抽样是一种分层随机抽样方法,确保每个变量在各自的分层中被均匀采样,从而提高抽样效率并减少方差。这通常用于实验设计和蒙特卡洛模拟等领域。 用户需要的是二维的散点图,所以代码需要生成两个变量的样本,并将其可视化。我需要确保生成的样本符合LHS的要求,每个变量被分成相等的区间,每个区间内随机抽取一个样本,且各维度的样本位置在区间内随机排列。 首先,我应该考虑使用Python中的哪些库。通常,numpy用于数值计算,pyDOE用于实验设计,包括拉丁超立方抽样,matplotlib用于绘图。不过pyDOE可能没有直接支持不同分布类型的LHS,可能需要手动处理或者使用其他库如SciPy。 接下来,我需要查阅pyDOE的文档,看看是否有生成LHS样本的函数。是的,pyDOE有lhs函数,可以生成均匀分布的样本。但是用户提到引用中拉丁超立方体采样仅支持变量均匀分布[^1],这可能意味着用户需要的是均匀分布的例子。不过,如果用户需要其他分布,可能需要转换。但根据问题描述,用户可能只需要均匀分布的情况。 然后,我需要编写代码步骤:生成样本,转换为均匀分布,再绘制散点图。如果用户需要其他分布,比如正态分布,可能需要应用逆变换,但这里用户没有特别说明,所以先处理均匀分布的情况。 代码的大致步骤是: 1. 使用pyDOE生成LHS样本,假设是均匀分布在[0,1)区间。 2. 确保样本的数量和维度正确,这里是二维。 3. 使用matplotlib绘制散点图,设置坐标轴范围,添加标签和标题。 可能遇到的问题:用户是否安装了pyDOE库。如果用户没有安装,可能需要提示他们安装,比如通过pip install pyDOE。另外,生成的样本是否需要打乱顺序?根据引用中的描述,拉丁超立方抽样需要随机排列每个维度的区间编号[^3],pyDOE的lhs函数应该已经处理了这一点。 然后,我需要检查代码的正确性,确保每个维度的每个区间只有一个样本点。例如,生成n个样本,每个维度被分成n个区间,每个区间有一个点,且各维度的点位置在区间内随机排列。 最后,提供示例代码,并解释每个部分的作用,确保用户能够理解如何调整参数,如样本数量n。同时,根据用户提供的引用,可能需要说明LHS的应用价值,如引用[2]中提到的多种概率分布中的应用,但这里示例是均匀分布,所以可能需要提到如果需要其他分布可以转换。 现在,我需要整合这些思考,编写代码示例,并附上解释。同时,生成相关问题,可能涉及LHS的不同分布支持、与其他抽样方法的比较,或者如何评估LHS的效果等。</think>以下是使用Python生成拉丁超立方抽样(LHS)并绘制二维散点图的完整代码示例: ### Python实现拉丁超立方抽样与可视化 ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from pyDOE import lhs # 设置参数 n = 30 # 样本数量 dim = 2 # 维度 # 生成拉丁超立方样本(均匀分布) np.random.seed(42) # 固定随机种子保证可重复性 samples = lhs(dim, samples=n, criterion='maximin') # 绘制二维散点图 plt.figure(figsize=(8, 6)) plt.scatter(samples[:, 0], samples[:, 1], c='blue', edgecolors='k', alpha=0.7) plt.title(f'LHS 2D Sampling (n={n})') plt.xlabel('X1') plt.ylabel('X2') plt.xlim(0, 1) plt.ylim(0, 1) plt.grid(True, linestyle='--', alpha=0.5) plt.gca().set_aspect('equal') plt.show() ``` ### 代码解析 1. **库导入**: - `numpy`:用于数值计算 - `matplotlib`:用于可视化 - `pyDOE`:提供拉丁超立方抽样实现 2. **参数设置**: - `n=30`:生成30个样本点 - `dim=2`:二维抽样空间 3. **抽样过程**: - `lhs()`函数生成$[0,1)$区间的均匀分布样本 - `criterion='maximin'`确保样本间最小距离最大化 - 固定随机种子保证结果可复现 4. **可视化特征**: - 等比例坐标轴(`set_aspect('equal')`) - 网格辅助线 - 透明度和边缘描边提升可视化效果 ### 结果说明 该代码生成在单位正方形$[0,1)×[0,1)$内均匀分布的二维拉丁超立方样本。每个维度被均匀划分为30个区间,每个区间内包含且仅包含一个样本点,且样本坐标在区间内随机分布。通过`criterion`参数可以控制样本的空间分布特性,常用的还有: - `'correlation'`:最小化变量相关性 - `'centermaximin'`:中心区域优化
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