plt6种基本图形及基础

最新推荐文章于 2024-09-10 07:40:56 发布
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/m0_46519036/article/details/106648889
本文详细介绍了matplotlib库在Python中绘制6种基本图形的方法，包括散点图、折线图、条形图、直方图、饼状图和箱型图。通过示例展示了每种图形的参数设置，如颜色、样式、坐标轴范围调整、网格和图例的绘制，以及在一张图上绘制多个子图等。同时，文章也提到了面向对象和Matlab风格的编程方式在matplotlib中的应用。

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np的创建

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np的切片
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np调用函数
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6中基本图形的画法：

散点图scatter(),4个参数，分别是c 点的形状,s点的大小，alpha透明度，marker点形状
散点图显示2组数据的值，每个点坐标位置由变量的值决定
由一组不连接的电玩城，用具观察两种变相的相关性
例如：身高-体重，温度-纬度等
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散点图最大的作用就是研究两个变量的相关性
相关性一般来说有三种：正相关，负相关和不相关

这里两个变量，每个变量都是1000个随机数，看他们的相关性，可以看到，这个图形没有一个明显的趋势，所以可以判断x和y没有相关性
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这里x取1000个随机数，y取x有关的值，可以明显的发现是正相关
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折线图（3个参数，1.线型：linestyle，2.颜色：color，3.点形状：marker）
折线图是用直线段将各数据连接起来组成的图形
常用来观察数据随时间变化的趋势
例如股票价格，温度变化等
下面的例子，x从-10到10取均分取5个数字，y取x的平方，绘制出5个点的折线图
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条形图（plt.bar(),2个参数：1.color:颜色，2.width：宽度）：
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如果想绘制水平的条形图，可以在plt.bar中增加参数orientation = “horizontal”
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为了简化参数，还提供了另外一种函数
plt.barh

北京和伤害某商品的销量条形图，可以用作对比
这种对比图或者层叠图的核心就是第二个变量的横坐标或者纵坐标，用横坐标+宽度或者bottem=第一个变量的高度在这里插入图片描述
直方图（hist，3个参数，1：bins直方图中总共有多少个直方，color颜色，normed，布尔型变量，是否对数据标准化）：
有一系列高度不等的纵向条形组成，表示数据的分布
例如某年级同学的身高分布情况
注意和条形图的区别（直方图通常用来连续性数值型数据，分组是用连续型的方式分组，并且可以自定义；条形图通常用来展示不同类别的数据，而且这个类别通常不能自定义和不连续）
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双变量的直方图：
用颜色深浅代表频率的大小
可以看到，x中间点对应的是2，y中间点对应的是3，越在中心越量，探索双变量的联合分布
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饼状图（pie）：
饼状图显示一个数据系列中各项的大小与各项综合的比例
饼状图的数据点显示为整个饼状图的百分比
比如前十大品牌占市场份额图
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如果想把某一块突出显示，需要用到explode，它会让这部分离开圆心
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箱型图
箱型图（Box-plot）又称为盒须图，盒式图或者箱线图
是一种用作显示一组市局分散情况资料的统计图
上边缘，上四分位数，中位数，下四分位数，下边缘，异常值
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颜色和样式

8种内建颜色缩写：
b:bule
g:green
r:red
c:cyan
m:magenta
y:yellow
k:black
w:white
其他颜色表示方法
1.灰色阴影
2.html 十六进制
3.RGB元组
测试三种方法：
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点和线的样式：
点的形状：23种
我们可以看到，不写marker就不会连线，写了就会自动连线，并且每个点形状不同，颜色就会自动变化
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线的形状：4种
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样式字符串：
可以将颜色，点形，线型写成一个字符串
比如：cx-- mo：
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编程方式：面向对象VS Matlab Style

pyolot:经典高层封装
ptlab：将Matplotlib和Numpy合并的模块，模拟Matlab的编程环境
面向对象的方式：Matplotlib的精髓，更基础和底层方式

pyplot：简单易用，交互使用时方便，可以根据命令实时作图，但是底层定制能力不足
pylab：完全封装，环境最接近Matlab，不推荐使用
面向对象方式：接近Malplotlib基础和底层的方式，难度稍大，但是定制能力强，而且是Matplotlib的精髓
实战中推荐，根据需求，综合使用pyplot和OO的方式，显示导入numpy

在一张图上画多个子图

Matplotlib对象简介
大的对象有三级，FigureCanvas：画布，Figure：图，Axes：Figure上的坐标轴
如何在一张图上画子图：
fig = plt.figure()
Figure实例，可以添加Axes实例
ax = fig.add_subplot(111）
返回Axes实例
3个1分别代表：
参数1：子图总行数
参数2：子图总列数
参数3：子图的位置
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可以看到我们画子图在第一行第一列，现在如果我们想在第一行第二列上画子图：
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如何生成多张图

生成多张图是因为用了多个figure对象，生成子图用的是ax
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网格的画法：

画网格有2种方式，1.用plt直接封装好的网格函数，2.用面向对象的方式
先画一张普通的图
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那么如何生成网格呢：
写入代码plt.grid(True)
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我们也可以对网格进行更多更复杂的定制：
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用面向对象的方式绘制网格：
需要注意的是，面向对象是没有交互效果的
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图例的画法

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同样有2种方式可以生成图例，一种是plt方式，一种是面向对象的方式
这是原图，没有图例
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如何添加图例呢：
写入代码plt.legend()
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legend有两个重要的参数，1：位置：loc=1 loc = 2，loc= 3，loc = 4。。。。，2.扁平化：ncol（有几列），ncol = 1#有1列
ncol = 2#有2列
用plt也可以把label卸载legend里面：注意，legend里面是一个列表
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面向对象的方式
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坐标轴范围调整

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比如这想绘制这张图，我们想把坐标轴范围调整到：横坐标0，10，纵坐标0，80
使用函数asix（）
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调整坐标轴的刻度

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如果我们想把坐标轴密度改变，比如1.5 ， 2.5
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plt.gca()是获取当前的坐标轴
当对象是坐标轴的时候，使用函数locator_params（）,这时候参数可以指定，比如locator_params(“y”,nbins = 20),nbins是指定某个坐标分为多少格
有的时候，横坐标会是日期，日期相对来说麻烦一点：
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添加坐标轴

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像这种区间不一样的图，就需要双坐标轴
plt.twinx()就是生成第二个坐标轴，但是坐标轴默认范围是0-1

plt方式
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面向对象方式：
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<think>我们正在讨论如何保存Matplotlib绘制的图形。根据引用[1]，我们知道Matplotlib提供了将图形保存为图像文件的功能，而不是仅仅使用plt.show()显示出来。引用[1]中提到的基本保存方法是关键。保存图形的基本步骤：1.在绘制图形之后，调用`plt.savefig()`函数，并指定文件名（可以包含路径）。2.可以通过参数设置图像格式（如png,jpg,svg,pdf等）和分辨率（dpi）等。具体操作如下：-首先，确保已经导入了matplotlib.pyplot模块，通常我们这样导入：`importmatplotlib.pyplotasplt`。-然后，创建图形并绘制（例如使用plt.plot()等）。-最后，在调用plt.show()之前，调用plt.savefig()保存图像。因为plt.show()会清空图形，所以通常先保存再显示。示例代码：```pythonimportmatplotlib.pyplotasplt#创建数据并绘图x=[1,2,3,4]y=[1,4,9,16]plt.plot(x,y)#保存图像到当前目录，文件名为'my_plot.png'plt.savefig('my_plot.png')#显示图形（可选）plt.show()```此外，plt.savefig()还支持多个参数来调整输出：-`dpi`:设置图像分辨率（每英寸点数），例如dpi=300。-`bbox_inches`:设置为'tight'可以去除图像周围多余的空白。-`format`:指定保存的格式，如'png','jpg','svg','pdf'等。如果不指定，则根据文件扩展名自动判断。示例：保存为高分辨率PDF并去除空白```pythonplt.savefig('my_plot.pdf',dpi=300,bbox_inches='tight')```注意：如果同时需要显示和保存，务必先保存再显示，因为plt.show()会释放图形资源。另外，引用[4]中展示了一个例子，其中使用了`plt.figure(figsize=(8,9))`来设置画布大小，然后绘制了两个子图，并分别保存（但实际上该例子并没有保存，而是显示）。我们可以将保存步骤加在plt.show()之前。对于3D图像（引用[5]），保存方法是一样的，使用plt.savefig()。总结：保存Matplotlib图形的核心函数是`plt.savefig()`，在绘制完成后调用该函数并指定文件名即可。相关问题：1.如何保存Matplotlib图形而不显示？2.如何将Matplotlib图形保存为不同格式（如PNG、PDF、SVG）？3.如何调整保存图像的分辨率和大小？4.如何去除保存图像周围的空白区域？5.如何同时保存多个图形到不同的文件？</think>### 如何保存 Matplotlib 绘制的图像 在 Matplotlib 中保存图像的核心方法是使用 `savefig()` 函数，以下是详细操作指南： #### 一、基础保存方法 ```python import matplotlib.pyplot as plt # 1. 创建图形 plt.plot([1, 2, 3], [1, 4, 9]) plt.title("示例图像") # 2. 保存图像（默认PNG格式） plt.savefig('output.png') # 保存到当前目录 # 3. 显示与保存顺序（重要！） plt.show() # 必须在保存后调用 ``` **关键点**： - `savefig()` 必须在 `show()` 之前调用，否则会保存空白图像 - 默认保存为 PNG 格式，分辨率 100 DPI[^1] #### 二、高级保存选项 ```python plt.savefig( 'high_quality_plot.pdf', # 文件名 dpi=300, # 分辨率（印刷推荐300+） bbox_inches='tight', # 去除多余白边 facecolor='white', # 背景色 edgecolor='none', # 边框颜色 format='svg' # 指定矢量格式 ) ``` **参数说明**： | 参数 | 说明 | 常用值 | |------|------|--------| | `dpi` | 分辨率 | 72（屏幕）, 300（印刷） | | `bbox_inches` | 边界框 | 'tight'（自动紧凑） | | `format` | 文件格式 | 'png','pdf','svg','jpg' | | `transparent` | 透明背景 | True/False | #### 三、多子图保存技巧 ```python fig, axs = plt.subplots(2, 2) # 创建2x2子图 # ... 在各子图绘制数据 ... # 保存整个画布 fig.savefig('all_subplots.png', dpi=150) # 使用Figure对象保存 # 保存单个子图 axs[0,0].figure.savefig('single_subplot.jpg') # 通过Axes对象保存 ``` #### 四、3D图像保存 ```python from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D fig = plt.figure() ax = fig.add_subplot(111, projection='3d') # ... 绘制3D图形 ... fig.savefig('3d_plot.png', dpi=200) # 保存方法与2D相同[^5] ``` #### 五、批量保存技巧 ```python formats = ['png', 'pdf', 'svg'] for fmt in formats: plt.savefig(f'output.{fmt}', format=fmt) # 同时保存多格式 ``` ### 常见问题解决 1. **图像空白问题** - 确保 `savefig()` 在 `show()` 前调用 - 使用 `plt.close()` 释放资源 2. **中文乱码问题** 添加字体配置： ```python plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] # 中文字体[^4] plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 负号显示 ``` 3. **矢量图编辑** 推荐使用 SVG 格式： ```python plt.savefig('vector_graph.svg', format='svg') # 可用Inkscape编辑 ``` ### 最佳实践建议 1. 印刷用途：PDF格式 + 300 DPI 2. 网页使用：PNG格式 + 72-150 DPI 3. 学术论文：同时保存PDF（矢量）和PNG（预览） 4. 动态调整大小： ```python plt.savefig('responsive.png', dpi=300, bbox_inches='tight') # 自动适应内容 ``` > **重要提示**：使用 `bbox_inches='tight'` 可解决90%的边界留白问题[^1]，对于包含图例的复杂图形尤其有效。
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