17、利用matplotlib和seaborn进行数据可视化

利用matplotlib和seaborn进行数据可视化

1. 图形设置与基本绘图

除了设置坐标轴范围,还能定义图形的许多其他特征。例如,可以使用 title() 函数添加标题。以下代码展示了如何设置坐标轴范围、添加标题并绘制数据点:

import matplotlib.pyplot as plt
plt.axis([0, 5, 0, 20])
plt.title('My first plot')
plt.plot([1, 2, 3, 4], [1, 4, 9, 16], 'ro')

这些新设置让图形更易读,数据集的端点现在显示在图形内部而非边缘,并且图形顶部显示了标题。

2. matplotlib与NumPy

尽管 matplotlib 是一个完全的图形库,但它以 NumPy 库为基础。之前传递列表作为参数来表示数据和设置坐标轴范围,这些列表在内部会转换为 NumPy 数组。因此,可以直接将 NumPy 数组作为输入数据。

以下示例展示了如何在同一图形中绘制三个不同的正弦趋势:

import math
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

t = np.arange(0, 2.5, 0.1)
y1 = np.sin(math.pi * t)
y2
<think>好的,我现在需要帮用户解决关于使用MatplotlibSeaborn进行数据可视化的问题。用户希望得到教程示例,所以我得先整理这两个库的基础知识常用功能。首先,我应该从安装开始,确保用户能正确安装库,但可能用户已经安装了,所以可能不需要太详细。不过还是简单提一下比较好。 接下来,Matplotlib的基础部分,应该介绍如何创建基本图表,比如折线图、散点图、柱状图等。需要给出代码示例,并解释每个参数的作用。比如,使用plt.plot(),然后设置标题、坐标轴标签等。同时,要提醒用户使用plt.show()来显示图表。 然后是子图的创建,因为有时候用户需要在一个图中展示多个子图,这时候可以用plt.subplot()或者更灵活的plt.subplots()。这里可能需要一个示例,比如创建一个包含两个子图的图像,分别展示不同的数据。 接下来是Seaborn的部分,因为Seaborn是基于Matplotlib的,更高级,适合统计图表。需要说明设置主题的方法,比如sns.set_theme(),然后展示常见的图表类型,比如直方图、箱线图、热力图等。比如用sns.histplot()绘制分布,用sns.boxplot()展示数据分布情况,热力图可以用sns.heatmap()来显示相关性矩阵。 然后,综合示例部分应该结合两者的优势,比如用Matplotlib创建画布子图,用Seaborn绘制更复杂的图表,比如分面网格。例如,使用Seaborn的FacetGrid来分面展示不同类别的数据分布,同时在每个子图中用Matplotlib添加自定义的注释或调整样式。 还要注意引用用户提供的参考资料,特别是引用中提到的设置主题加载示例数据集的部分。比如引用[3]中提到的sns.set_theme()加载tips数据集,这些应该在示例中体现出来,并在末尾添加引用标识。 最后,生成相关问题,考虑用户可能进一步想知道如何调整图表样式、保存图表、处理大数据集时的优化方法,以及动态可视化等内容。需要确保问题覆盖这些方面,帮助用户深入学习解决问题。 现在需要检查是否符合用户的格式要求,比如行内数学公式用$...$,独立公式用$$...$$,但可能在这个回答中数学公式较少,但如果有的话需要注意。同时确保所有代码块使用正确的语法,语言标记正确,比如python。结构要清晰,分步骤讲解,每个部分有小标题,使用中文回答,并在适当位置添加引用标识。比如在提到设置主题时引用[3],在提到数据可视化重要性时引用[1][2]。 最后,确保回答真实可靠,示例代码能运行,不会出现错误。可能需要测试一下示例代码是否有拼写错误,比如函数名是否正确,变量是否定义等。例如,在Seaborn的示例中,加载tips数据集后,绘制柱状图是否正确使用了barplot,以及plt.titleplt.show()是否正确调用。 总结下来,回答的结构大致分为Matplotlib基础、Seaborn进阶、综合示例,然后相关问题。每个部分都有代码示例解释,引用正确,格式符合要求。</think>### Matplotlib & Seaborn 数据可视化教程及示例 #### 一、Matplotlib 基础 Matplotlib 是 Python 最基础的绘图库,适用于创建静态、交互式或动态图表。 1. **安装与基本图表** ```python import matplotlib.pyplot as plt # 折线图示例 x = [1, 2, 3, 4] y = [10, 20, 25, 15] plt.plot(x, y, marker='o', linestyle='--', color='blue') plt.title('示例折线图') plt.xlabel('X轴') plt.ylabel('Y轴') plt.grid(True) plt.show() ``` - `marker` 设置数据点样式,`linestyle` 控制线条类型[^1]。 2. **子图绘制** ```python fig, axes = plt.subplots(nrows=1, ncols=2, figsize=(10, 4)) # 子图1:散点图 axes[0].scatter(x, y, color='red') axes[0].set_title('散点图') # 子图2:柱状图 axes[1].bar(x, y, color='green') axes[1].set_title('柱状图') plt.tight_layout() plt.show() ``` --- #### 二、Seaborn 进阶 Seaborn 基于 Matplotlib,提供更简洁的 API 美观的统计图表。 1. **主题设置与分布图** ```python import seaborn as sns sns.set_theme(style='darkgrid') # 设置主题[^3] # 加载示例数据集 tips = sns.load_dataset("tips") # 分布图 sns.histplot(tips['total_bill'], kde=True, color='purple') plt.title('消费金额分布') plt.show() ``` 2. **箱线图与相关性热力图** ```python # 箱线图(按类别分组) sns.boxplot(x='day', y='total_bill', data=tips, palette='Set2') plt.title('每日消费分布') plt.show() # 相关性矩阵热力图 corr_matrix = tips.corr() sns.heatmap(corr_matrix, annot=True, cmap='coolwarm') plt.title('变量相关性') plt.show() ``` --- #### 三、综合示例:结合 MatplotlibSeaborn ```python # 创建画布与子图 fig = plt.figure(figsize=(12, 6)) # 使用 Seaborn 绘制分面网格 g = sns.FacetGrid(tips, col='time', row='smoker', margin_titles=True) g.map(sns.scatterplot, 'total_bill', 'tip', alpha=0.6) # 使用 Matplotlib 添加全局标题 plt.subplots_adjust(top=0.9) fig.suptitle('吸烟者与非吸烟者在不同用餐时间的消费与小费关系') plt.show() ``` --- 相关问题
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