第9章 数据可视化.pptx

9.1 matplotlib方法与数组

import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(x, y) # 根据坐标 x, y 值绘图
# x, y是列表或数组类型
plt.show()  # 显示绘制结果

plot([x], y, [fmt], *, data=None, **kwargs)
plot([x], y, [fmt], [x2], y2, [fmt2], ..., **kwargs)

import matplotlib.pyplot as plt
y = [1, 4, 9, 16, 25]  # N: 5个数
# x取0...N-1。 0,1,2,3,4
plt.plot(y)  # 根据坐标 x, y 值绘图
plt.show()   # 显示绘制结果

import matplotlib.pyplot as plt
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [1, 4, 9, 16, 25]
plt.plot(x, y)  # 根据坐标 x, y 值绘图
plt.show()  # 显示绘制结果

import matplotlib.pyplot as plt
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [1, 4, 9, 16, 25]  # N: 5个数
plt.plot(x, y, color='green', marker='o', linestyle='dashed',
         linewidth=2, markersize=12)   # 绿色，圆点，虚线
plt.plot(x, y, color='green', marker='o', linestyle='--',
         linewidth=2, markersize=12)   # 绿色，圆点，虚线
plt.plot(x, y, 'go--', linewidth=2, markersize=12)  # fmt-string
plt.show()   # 显示绘制结果

import matplotlib.pyplot as plt
x = range(1, 6)
y = [i ** 2 for i in x]
plt.plot(x, y)  # 根据坐标 x, y 值绘图
plt.show()  # 显示绘制结果

import matplotlib.pyplot as plt
import math
x = range(0, 8)
sin_lsx = [math.sin(i) for i in x]  # 根据x值计算系列sin(x)值
cos_lsx = [math.cos(i) for i in x]  # 根据x值计算系列cos(x)值
plt.plot(x, sin_lsx)                # 根据坐标 x, sin_lsx 值绘sin(x)图
plt.plot(x, cos_lsx)                # 根据坐标 x, cos_lsx 值绘cos(x)图
plt.show()                          # 显示绘制结果

numpy数组运算

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x = np.array(range(1, 6))  # 将序列转换为数组，元素默认整数
y = x ** 2     # 数组运算，每个元素平方
print(x)  # [1 2 3 4 5]
print(y)  # [ 1  4  9 16 25]
plt.plot(x, y)  # 根据坐标 x, y 值绘图
plt.show()  # 显示绘制结果

np.arange([x,] y [,i], dtype=int)
创建从x到y，步长为i的数组，步长可为小数

numpy.arange([start, ]stop, [step, ]dtype=None, *, like=None)

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x = np.arange(1, 6, 0.1)  # 创建从1到6，步长为0.1的整数数组
y = x ** 2     # 数组运算，每个元素平方
plt.plot(x, y)  # 根据坐标 x, y 值绘图
plt.show()  # 显示绘制结果

np.linspace([x,] y [,i]）
创建从x到y，i个数的等差的数组

numpy.linspace(start, stop, num=50, 
               endpoint=True, retstep=False, dtype=None, axis=0)

import numpy as np
x = np.linspace(1, 10, 10)
print(x)  # [ 1.  2.  3.  4.  5.  6.  7.  8.  9. 10.]

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x = np.linspace(0, 5)
# [0,5)，产生50个点的等差数组
y1 = x
y2 = x ** 2           # 生成一系列x平方值的数组
y3 = x ** 3           # 生成一系列x立方值的数组
plt.plot(x, y1)       # 绘制二次函数曲线
plt.plot(x, y2)       # 绘制二次函数曲线
plt.plot(x, y3)       # 绘制三次函数曲线
plt.show()            # 显示创建的绘图对象

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
def f(x):
    return 5*x**2-3*x-9
x = np.linspace(-10, 10)
y = [f(i) for i in x]
plt.plot(x, y)       # 绘制三次函数曲线
plt.show()            # 显示创建的绘图对象

9.2 函数绘图

import matplotlib.pyplot as plt  # 导入pyplot子库命名为plt
import numpy as np               # 导入numpy库命名为np
x_arr = np.linspace(0, 2*np.pi)  # 0到2pi之间产生50个等间距的点的数组
sin_arr = np.sin(x_arr)          # 根据x值计算50个sin(x)值，数组类型
cos_arr = np.cos(x_arr)          # 根据x值计算50个cos(x)值，数组类型
plt.plot(x_arr, sin_arr)         # 根据坐标 x, sin_lsx 值绘sin(x)曲线图
plt.plot(x_arr, cos_arr)         # 根据坐标 x, cos_lsx 值绘cos(x)曲线图
plt.show()                       # 显示绘制结果

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
def plot_sin_cos(x): 
    sin_x = np.sin(x)   # 生成正弦值的数组
    cos_x = np.cos(x)   # 生成余弦值的数组
    plt.plot(x, sin_x)  # 绘制正弦函数曲线
    plt.plot(x, cos_x)  # 绘制余弦函数曲线
if __name__ == '__main__':
    x_data = np.linspace(0, 2 * np.pi)  # [0,2pi)，产生50个点为的等差数组
    plot_sin_cos(x_data)
    plt.show()          # 显示创建的绘图对象

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
def plot_sin_cos(x):
    sin_x = np.sin(x)
    cos_x = np.cos(x)
    plt.plot(x, cos_x, color="blue", marker='o', linewidth=2, linestyle="-", label="cos(x)")
    plt.plot(x, sin_x, color="red", linewidth=2, linestyle="--", label="sin(x)")
    # 绘制正弦曲线，使用红色的、破折线，宽度为 2 像素的线条
    plt.legend(loc='lower left')
if __name__ == '__main__':
    x_data = np.linspace(0, 2 * np.pi)
    plot_sin_cos(x_data)
    plt.show()  # 显示创建的绘图对象

9.3 中文显示—rc参数

plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['FangSong']
# Mac下面用：Heiti TC、Songti SC或Arial Unicode MS
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
# 解决保存图像是负号'-'显示为方块的问题

在需要显示中文的语句中fontproperties指定字体（不是所有plt方法都支持此属性）

plt.title('正弦余弦图像',fontproperties="SimHei")

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['FangSong']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
def draw_label():
    plt.title('正弦余弦函数曲线')
    plt.xlabel('x(弧度)')
    plt.ylabel('y')

matplotlib.pyplot.yticks(ticks=None, labels=None, **kwargs)
matplotlib.pyplot.xticks(ticks=None, labels=None, **kwargs)
ticks: array-like, optional
labels:array-like, optional
matplotlib.pyplot.axhline(y=0, xmin=0, xmax=1, **kwargs)
matplotlib.pyplot.axvline(x=0, ymin=0, ymax=1, **kwargs)

def draw_lim():
    plt.ylim(-1.1, 1.1)      # 设置纵轴的上下限
    plt.yticks([-1, 0, +1])  # 设置纵轴刻度
    plt.xticks([0, np.pi / 2, np.pi, 3 * np.pi / 2, 2 * np.pi], [r'$0$', r'$\pi/2$', r'$\pi$', r'$3\pi/2$', r'$2\pi$'])  # 转数学表示
    plt.axhline(0, linestyle='--', color='black', linewidth=1)  # 绘制水平线x轴,0可省
    plt.axvline(0, linestyle='--', color='black', linewidth=1)  # 绘制垂直线y轴,0可省
    # plt.axvline(np.pi,linestyle='--', color='black', linewidth=1)  # 绘制垂直线,pi

def fill_area(x):
    """填充pi/2与3*pi/2之间，x轴与cos(x)包围的区域"""
    plt.fill_between(x, np.cos(x), where=((x >= np.pi / 2) & (x <= 3 * np.pi / 2)), facecolor='grey', alpha=0.25)

subplot(nrows, ncols, index, **kwargs)
subplot(pos, **kwargs)
subplot(**kwargs)
subplot(ax)

import matplotlib.pyplot as plt               # 导入pyplot子库命名为plt
import numpy as np                            # 导入numpy库命名为np

x_arr = np.linspace(0, 2*np.pi, 256)          # 0到2pi之间产生256个等间距的点的数组
sin_arr = np.sin(x_arr)                       # 根据x值计算50个sin(x)值，数组类型
cos_arr = np.cos(x_arr)                       # 根据x值计算50个cos(x)值，数组类型
plt.subplot(2, 2, 1)                          # 分成2行2列，占用第1个位置
plt.plot(x_arr, sin_arr, '--r', lw=2)         # 红色破折线
plt.subplot(2, 2, 2)                          # 分成2行2列，占用第2个
plt.plot(x_arr, cos_arr, ':g')                # 绿色虚线
plt.subplot(2, 1, 2)                          # 分成2行1列，占用第2个
plt.plot(x_arr, np.sin(6*x_arr), '-b', lw=2)  # y="sin(6x)"函数曲线
plt.show()                                    # 显示绘制结果

    plt.subplot(3, 1, 1)  # 分成2x2，用第1行第1列的子图
    plt.plot(x, y_of_sin, 'r-o')  # 红色线条、圆点、实线
    plt.subplot(3, 1, 2)  # 分成2x2，用第1行第2列的子图
    plt.plot(x, y_of_cos, 'g-^')  # 绿色线条、三角形、实线
    plt.subplot(313)  # 分2x1，小于10的数可合成3位数
    plt.plot(x, y_of_ex, 'b--')  # 蓝色线条、虚线