【1】引言

python画图功能强，经过一段时间的学习，对探索散点图动态输出建立了浓厚兴趣，今天和大家一起开展学习。

【2】官网教程

首先来到官网，参考下述链接：

Animated scatter saved as GIF  Matplotlib 3.9.2 documentation

官网展示了简洁的代码和动态的点，为此很有必要读懂代码。

【3】代码解读

首先引入计算、画图和动画三个模块：

import matplotlib.pyplot as plt #引入画图模块

import numpy as np #引入计算模块

import matplotlib.animation as animation #引入动画模块

然后设置要画图，限定X轴的范围：

fig, ax = plt.subplots() #定义要画图

ax.set_xlim([0, 10]) #设置X轴的范围为[0,10]

再之后定义初始点和自变量：

scat = ax.scatter(1, 0) #画散点图，点位置(1, 0)

x = np.linspace(0, 10) #定义自变量

然后自定义一个函数：

def animate(i): #自定义函数

scat.set_offsets((x[i], 0)) #设置偏移量，将自变量按照顺序输出

return scat,

再之后调用animation.FuncAnimation()函数制作动画输出：

ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, repeat=True,

frames=len(x) - 1, interval=50) #调用animation.FuncAnimation()函数画图

最后输出图形：

plt.show()

输出动画为：

此时的完整代码为：

import matplotlib.pyplot as plt #引入画图模块
import numpy as np #引入计算模块
 
import matplotlib.animation as animation #引入动画模块
 
fig, ax = plt.subplots() #定义要画图
ax.set_xlim([0, 10]) #设置X轴的范围为[0,10]
 
scat = ax.scatter(1, 0) #画散点图，点位置(1, 0)
x = np.linspace(0, 10) #定义自变量
 
 
def animate(i): #自定义函数
    scat.set_offsets((x[i], 0)) #设置偏移量，将自变量按照顺序输出
    return scat,
 
ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, repeat=True,
                                    frames=len(x) - 1, interval=50) #调用animation.FuncAnimation()函数画图
 
# To save the animation using Pillow as a gif
# writer = animation.PillowWriter(fps=15,
#                                 metadata=dict(artist='Me'),
#                                 bitrate=1800)
# ani.save('scatter.gif', writer=writer)
ani.save('scatter.gif') #保存动图
plt.show() #输出图形

【4】代码修改

前述代码中，预先定义了scat变量。

经测试，如果将下述代码变为注释，则程序不能运行：

scat = ax.scatter(1, 0) #画散点图，点位置(1, 0)

对比发现，该行代码的作用是给一个初始点。

尝试将scat的值修改为：

scat = ax.scatter(1, 10) #画散点图，点位置(1, 10)

此时直接运行代码依然无法输出，继续修改下述代码：

def animate(i): #自定义函数

scat.set_offsets((x[i], 10)) #设置偏移量，将自变量按照顺序输出

return scat,

此时可以正常输出，输出结果的Y轴数值也对应变成10：

此时的完整代码为：

import matplotlib.pyplot as plt #引入画图模块
import numpy as np #引入计算模块
 
import matplotlib.animation as animation #引入动画模块
 
fig, ax = plt.subplots() #定义要画图
ax.set_xlim([0, 10]) #设置X轴的范围为[0,10]
 
scat = ax.scatter(1, 10) #画散点图，点位置(1, 0)
x = np.linspace(0, 10) #定义自变量
 
 
def animate(i): #自定义函数
    scat.set_offsets((x[i], 10)) #设置偏移量，将自变量按照顺序输出
    return scat,
 
ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, repeat=True,
                                    frames=len(x) - 1, interval=50) #调用animation.FuncAnimation()函数画图
 
# To save the animation using Pillow as a gif
# writer = animation.PillowWriter(fps=15,
#                                 metadata=dict(artist='Me'),
#                                 bitrate=1800)
# ani.save('scatter.gif', writer=writer)
ani.save('scatter2.gif') #保存动图
plt.show() #输出图形

【5】代码优化

为尝试输出曲线类动图，修改自定义函数：

def animate(i): #自定义函数
    ax.scatter(x[i], np.sin(x[i])) #设置偏移量，将自变量按照顺序输出
    return scat,

运行后的输出动图为：

此时对应的完整代码为：

import matplotlib.pyplot as plt #引入画图模块
import numpy as np #引入计算模块

import matplotlib.animation as animation #引入动画模块

fig, ax = plt.subplots() #定义要画图
ax.set_xlim([0, 10]) #设置X轴的范围为[0,10]

scat = ax.scatter(0, 0) #画散点图，点位置(1, 0)
x = np.linspace(0, 10,50) #定义自变量


def animate(i): #自定义函数
ax.scatter(x[i], np.sin(x[i])) #设置偏移量，将自变量按照顺序输出
return scat,

ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, repeat=True,
frames=len(x) - 1, interval=50) #调用animation.FuncAnimation()函数画图

# To save the animation using Pillow as a gif
# writer = animation.PillowWriter(fps=15,
# metadata=dict(artist='Me'),
# bitrate=1800)
ani.save('scatter3.gif')

plt.show()

【6】总结

学习了散点图动态输出基础教程，并尝试输出了构成曲线形状的散点图。

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