plt.scatter函数案例一则

本文通过Python的Matplotlib和NumPy库,演示了如何绘制两种不同关联性的散点图,一种显示无关联的数据分布,另一种展示强关联的数据趋势。代码中详细展示了数据生成、绘图设置及展示的方法。

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绘制美观的图像,主要靠积累,直接上代码:

 

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# generate x values
x = np.random.randn(1000)

# random measurements, no correlation
y1 = np.random.randn(len(x))

# strong correlation
y2 = 1.2 + np.exp(x)

plt.figure(figsize=(16,9))
ax1 = plt.subplot(121)
plt.scatter(x, y1, color='indigo', alpha=0.9, edgecolors='white', label='no correl')
plt.xlabel('no correlation')
plt.grid(True)
plt.legend()

ax2 = plt.subplot(122, sharey=ax1, sharex=ax1)
plt.scatter(x, y2, color='green', alpha=0.3, edgecolors='grey', label='correl')
plt.xlabel('strong correlation')
plt.grid(True)
plt.legend()

plt.show()

### Matplotlib `plt.scatter` 函数中的颜色选项 在 Matplotlib 的 `plt.scatter` 函数中,可以使用多种方式指定散点的颜色。以下是详细的说明以及实现方法。 #### 一、基本颜色参数 `plt.scatter` 函数的核心颜色参数为 `c`,它可以接受多种形式的输入以定义散点的颜色[^1]。 1. **单一颜色** 如果希望所有散点具有相同的颜色,则可以直接传递一个颜色值给 `c` 参数。例如: ```python plt.scatter(x, y, c='blue') ``` 这里 `'blue'` 可以替换为任何合法的颜色名称或代码(见下文详细介绍)。[^5] 2. **按数组分配颜色** 当需要根据某些数据特征调整每个散点的颜色时,可向 `c` 提供一个与坐标长度相匹配的一维数组。该数组中的值会被映射到颜色空间。例如: ```python colors = np.random.rand(len(x)) # 创建随机颜色值 plt.scatter(x, y, c=colors) ``` 3. **离散分类颜色** 若要基于类别区分不同群组的数据点,推荐利用 colormap 来生成固定数量的独特颜色。比如: ```python import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np n_groups = 3 group_labels = ['Group A', 'Group B', 'Group C'] x = np.array([1, 2, 3, 4, 5]) y = np.array([5, 4, 3, 2, 1]) groups = np.array([0, 1, 2, 1, 0]) # 类别索引 color_map = plt.cm.Set1(np.linspace(0, 1, n_groups)) scatter_colors = [color_map[group_id] for group_id in groups] plt.scatter(x, y, c=scatter_colors, s=100, marker='o') plt.show() ``` 上述代码片段展示了如何通过 `Set1` colormap 自动生成三个独特颜色并将其关联至具体类别的技巧[^2]。 --- #### 二、高级自定义:Colormap 应用 当涉及连续变量或者更复杂的色彩过渡效果时,colormap 成为了不可或缺的选择。Matplotlib 自带了许多预设 colormaps,能够满足大多数场景需求。 1. **内置 Colormap 列表** 下面列举了一些常用的 colormaps 名称及其适用场合[^5]: - `'viridis'`: 默认顺序型 colormap,适用于一般用途。 - `'plasma'`, `'inferno'`, `'magma'`: 温度相关的高对比度 colormap。 - `'coolwarm'`: 正负差值表现良好的 diverging colormap。 - `'tab10'`, `'Set1'`, `'Pastel1'`: 定义有限种明亮区分开来的 qualitative colormap。 2. **实际操作案例** 结合 colormap 设置渐变色的例子如下所示: ```python import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np x = np.random.rand(50) y = np.random.rand(50) z = np.sqrt(x**2 + y**2) # 计算距离作为颜色依据 plt.scatter(x, y, c=z, cmap='viridis', s=100, alpha=0.6) plt.colorbar(label="Distance from Origin") # 添加颜色条解释 plt.show() ``` --- #### 三、其他重要属性补充 除了核心颜色配置之外,还有一些辅助性的视觉增强功能值得提及: 1. **Alpha 透明度调节** 使用 `alpha` 参数控制整体不透明程度,取值范围为 `[0, 1]`。例如完全透明即为 `alpha=0`,而全不透则设定成 `alpha=1`[^5]。 2. **Edge Color 边框着色** 对于突出显示特定形状边界的情况非常有用。语法类似于常规填充值设置: ```python plt.scatter(x, y, facecolors='none', edgecolors='black') ``` 3. **Marker Size 大小定制化** 散布图大小同样可通过列表形式个性化处理,配合前述颜色机制共同构建多维度信息图表[^4]。 --- ### 总结 综上所述,在 Matplotlib 的 `plt.scatter` 方法当中,用户不仅可以选择简单明了的标准颜色标识符,还拥有高度灵活性去探索更加复杂精妙的表现手法——无论是依靠现成资源还是亲手打造专属样式皆可行通。这种多样性赋予了科研工作者及工程师们极大自由发挥的空间,从而创造出既美观又富含深意的作品出来。
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