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走进Matplotlib世界(二)(matplotlib入门)

nanyue 2024-10-14 11:33:00 技术文章 30 ℃

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在走进Matplotlib世界(一)中,我们介绍了Matplotlib的功能以及使用的基本步骤,包括导入包,创建创建图像,绘图,自定义设置,保存图片(按需要),显示图形6步。今天我们探讨一下Matplotlib中的图形属性。为了美化我们的图形,我们经常会设置图形的各种属性。

图表属性

在第一步的创建图像方法plt.figure()中,我们可以通过传入参数来改变图像的显示属性。查阅官方文档,figure方法的参数包括figsize、dpi、facecolor、edgecolor、linewidth、frameon、subplotpars、tight_layout、constrained_layout其中 subplotpars和tight_layout这两个参数与子图相关,暂时不详细展开,其他参数的含义如下:

figsize图像宽高,单位为英寸。(1英寸等于2.5cm)

dpi图像分辨率,即每英寸多少个像素,默认值80。

facecolor图像背景颜色。

edgecolor图像边框颜色。

linewidth图像边框线宽。

frameon是否显示边框。

constrained_layout是否自动布局,若为True则使用constrained_layout,会自动调整plot的位置。

修改plt.figure(),传入相关参数,代码如下:?

import matplotlib.pyplot as plt
# 1、准备数据
x = [1, 2, 3, 4]
y = [10, 20, 30, 40]
# 2、创建图像
fig = plt.figure(figsize=(3, 3), 
 dpi=100, 
 facecolor=(0,1,0,1), # (0,1,0,1)为颜色属性,四个值分别为r,g,b和透明度
 edgecolor=(1,0,0,1), 
 frameon=True, 
 linewidth=1)
# 3、绘图
ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot(x, y)
# 4、自定义设置
ax.set_xlim(1, 5)
# 5、保存图形(按需要使用)
plt.savefig(‘xxx.png’)
# 6、显示图形
plt.show()

运行后可以看到如下图表,可以通过调整参数进行尝试熟练各个参数的用法和用途。?

坐标属性

在作拥有坐标轴的图表时,我们往往需要对坐标轴进行设置,例如坐标轴的名称、坐标轴的范围、坐标轴的刻度等。下面介绍几种常见的坐标轴设置。

设置坐标轴的名称:plt.xlabel,plt.ylabel分别设置x轴和y轴的标签,这里我们使用ax=fig.add_subplot在figure中分出子图进行操作,故使用ax.set_xlabel,ax.set_ylabel进行设置,后续的属性也都是同一道理。

下面我们给x轴添加标签“x”,给y轴添加标签“y”,代码如下:?

# 0、导入包
import matplotlib.pyplot as plt
# 1、准备数据
x = [1, 2, 3, 4]
y = [10, 20, 30, 40]
# 2、创建图像
fig = plt.figure(figsize=(3, 3), dpi=100, facecolor=(0,1,0,1),
 edgecolor=(1,0,0,1), frameon=True, linewidth=1)
# 3、绘图
ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot(x, y)
ax.set_xlabel('x') 
ax.set_ylabel('y')
# 4、自定义设置
ax.set_xlim(1, 5)
# 5、保存图形(按需要使用)
# plt.savefig(‘xxx.png’)
# 6、显示图形
plt.show()

运行后可以看到,坐标轴已经拥有了标签:?

设置坐标轴的范围:plt.xlim, plt.ylim分别设置x轴和y轴的大小范围。另外,plt.xticks, plt.yticks虽然用于设置刻度,但其同样可以用来设置坐标轴的范围。

根据x, y的值我们设置x的范围为1-4,y的范围为10-40。两种设置方式分别如下:?

# 0、导入包
import matplotlib.pyplot as plt
# 1、准备数据
x = [1, 2, 3, 4]
y = [10, 20, 30, 40]
# 2、创建图像
fig = plt.figure(figsize=(8, 3), dpi=100, facecolor=(0,1,0,1),
 edgecolor=(1,0,0,1), frameon=True, linewidth=1)
# 3、绘图
ax1 = fig.add_subplot(121)
ax1.plot(x, y)
ax2 = fig.add_subplot(122) # 这里为了比较创建两个子图
ax2.plot(x, y)
# 4、自定义设置
ax1.set_title('lim')
ax2.set_title('ticks')
ax1.set_xlabel('x') 
ax1.set_ylabel('y')
ax2.set_xlabel('x') 
ax2.set_ylabel('y')
ax1.set_xlim([1, 4]) # 设置边界
ax1.set_ylim([10, 40])
ax2.set_xticks(range(1, 5)) # 设置刻度
ax2.set_yticks([(i*10) for i in range(1, 5)])
# 5、保存图形(按需要使用)
# plt.savefig(‘xxx.png’)
# 6、显示图形
plt.show()

运行结果如下,可以看到,使用xlim/ylim设置的时候是严格的范围,而使用xticks/yticks设置的时候边界值上下都会有一定的间隙。?

设置坐标轴的刻度:除了上面介绍的xticks/yticks,有时我们会根据需求设置不同的刻度表示形式,例如小数、百分数等等,此时我们使用plt.set_xticklabels/plt.set_yticklabels。假设我们要将上述的横坐标和纵坐标的刻度都用两位小数展示,用法如下:?

# 0、导入包
import matplotlib.pyplot as plt
# 1、准备数据
x = [1, 2, 3, 4]
y = [10, 20, 30, 40]
# 2、创建图像
fig = plt.figure(figsize=(3, 3), dpi=100, facecolor=(0,1,0,1),
 edgecolor=(1,0,0,1), frameon=True, linewidth=1)
# 3、绘图
ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot(x, y)
# 4、自定义设置
ax.set_xlabel('x') 
ax.set_ylabel('y')
ax.set_xlim([1, 4]) # 设置边界
ax.set_ylim([10, 40])
ax.set_xticklabels('%.2f' %i for i in range(1, 5)) # 设置刻度表示形式
ax.set_yticklabels('%.21f' %(i*5) for i in range(2, 9))
# 5、保存图形(按需要使用)
# plt.savefig(‘xxx.png’)
# 6、显示图形
plt.show()

运行结果如下:?

线条属性

在第3步绘图的ax.plot()方法中,我们可以通过传入参数来改变线条的显示属性。常见的有color、 marker、linestyle、linewidth等。

color:线条颜色。常用的有r红, g绿, b蓝, c青, m紫红, y黄, k黑, w白。

marker:坐标点标记。

linestyle:线条形状。如"--","-", '-.'等。

linewidth: 线条宽度。

修改ax.plot(),传入相关参数,代码如下:?

# 0、导入包
import matplotlib.pyplot as plt
# 1、准备数据
x = [1, 2, 3, 4]
y = [10, 20, 30, 40]
# 2、创建图像
fig = plt.figure(figsize=(3, 3), dpi=100, facecolor=(0,1,0,1),
 edgecolor=(1,0,0,1), frameon=True, linewidth=1)
# 3、绘图
ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot(x, y, color='y', marker='.', linestyle='--', linewidth=1.5)
# 4、自定义设置
ax.set_xlabel('x') 
ax.set_ylabel('y')
# 5、保存图形(按需要使用)
# plt.savefig(‘xxx.png’)
# 6、显示图形
plt.show()

运行后可以看到如下图表,可以通过调整参数进行尝试熟练各个参数的用法和用途。?

图表的属性非常多样,对于属性的学习会一直贯穿于日常的工作和学习中,以后有机会再一起探讨Matplotlib的图表属性。

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