用Python畫圖

今天開始琢磨用Python畫圖，沒使用之前是一臉懵的，我使用的開發(fā)環(huán)境是Pycharm，這個輸出的是一行行命令，這個圖畫在哪里呢？

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搜索之后發(fā)現(xiàn)，它會彈出一個對話框，然后就開始畫了，比如下圖

第一個常用的庫是Turtle，它是Python語言中一個很流行的繪制圖像的函數(shù)庫，這個詞的意思就是烏龜，你可以想象下一個小烏龜在一個x和y軸的平面坐標(biāo)系里，從原點開始根據(jù)指令控制，爬行出來就是繪制的圖形了。

它最常用的指令就是旋轉(zhuǎn)和移動，比如畫個圓，就是繞著圓心移動；再比如上圖這個怎么畫呢，其實主要就兩個命令：

turtle.forward(200)

turtle.left(170)

第一個命令是移動200個單位并畫出來軌跡

第二個命令是畫筆順時針轉(zhuǎn)170度，注意此時并沒有移動，只是轉(zhuǎn)角度

然后呢？ 循環(huán)重復(fù)就畫出來這個圖了

好玩吧。

有需要仔細研究的可以看下這篇文章 ，這個牛人最后用這個庫畫個移動的鐘表，太贊了。

Turtle雖好玩，但是我想要的是我給定數(shù)據(jù)，然后讓它畫圖，這里就找到另一個常用的畫圖的庫了。

Matplotlib是python最著名的繪圖庫，它提供了一整套和matlab相似的命令A(yù)PI，十分適合交互式地行制圖。其中，matplotlib的pyplot模塊一般是最常用的，可以方便用戶快速繪制二維圖表。

使用起來也挺簡單，

首先import matplotlib.pyplot as plt?導(dǎo)入畫圖的圖。

然后給定x和y，用這個命令plt.plot(x, y)就能畫圖了，接著用plt.show()就可以把圖形展示出來。

接著就是各種完善，比如加標(biāo)題，設(shè)定x軸和y軸標(biāo)簽，范圍，顏色，網(wǎng)格等等，在 這篇文章里介紹的很詳細。

現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的好處就是你需要什么內(nèi)容，基本上都能搜索出來，而且還是免費的。

我為什么要研究這個呢？當(dāng)然是為了用，比如我把比特幣的曲線自己畫出來可好？

假設(shè)現(xiàn)在有個數(shù)據(jù)csv文件，一列是日期，另一列是比特幣的價格，那用這個命令畫下：

這兩列數(shù)據(jù)讀到pandas中，日期為df['time']列，比特幣價格為df['ini']，那我只要使用如下命令

plt.plot(df['time'], df['ini'])

plt.show()

就能得到如下圖：

自己畫的是不是很香，哈哈！

然后呢，我在上篇文章 中介紹過求Ahr999指數(shù)，那可不可以也放到這張圖中呢？不就是加一條命令嘛

plt.plot(df['time'], df['Ahr999'])

圖形如下：

但是，Ahr999指數(shù)怎么就一條線不動啊，?原來兩個Y軸不一致，顯示出來太怪了，需要用多Y軸，問題來了。

繼續(xù)谷歌一下，把第二個Y軸放右邊就行了，不過呢得使用多圖，重新繪制

fig = plt.figure() # 多圖

ax1 = fig.add_subplot(111)

ax1.plot(df['time'], df['ini'], label="BTC price")? #?繪制第一個圖比特幣價格

ax1.set_ylabel('BTC price') #?加上標(biāo)簽

# 第二個直接對稱就行了

ax2 = ax1.twinx()#?在右邊增加一個Y軸

ax2.plot(df['time'], df['Ahr999'], 'r', label="ahr999")??#?繪制第二個圖Ahr999指數(shù)，紅色

ax2.set_ylim([0, 50])# 設(shè)定第二個Y軸范圍

ax2.set_ylabel('ahr999')

plt.grid(color="k", linestyle=":")# 網(wǎng)格

fig.legend(loc="center")#圖例

plt.show()

跑起來看看效果，雖然丑了點，但終于跑通了。

這樣就可以把所有指數(shù)都繪制到一張圖中，等等，三個甚至多個Y軸怎么加？這又是一個問題，留給愛思考愛學(xué)習(xí)的你。

有了自己的數(shù)據(jù)，建立自己的各個指數(shù)，然后再放到圖形界面中，同時針對異常情況再自動進行提醒，比如要抄底了，要賣出了，用程序做出自己的晴雨表。

Python之神奇的繪圖庫matplotlib

matplotlib是Python最著名的繪圖庫，它提供了一整套和matlab相似的命令A(yù)PI，十分適合交互式地進行制圖。本文將以例子的形式分析matplot中支持的，分析中常用的幾種圖。其中包括填充圖、散點圖(scatter plots)、. 條形圖(bar plots)、等高線圖(contour plots)、 點陣圖和3D圖，下面來一起看看詳細的介紹：

一、填充圖

參考代碼

簡要分析

這里主要是用到了fill_between函數(shù)。這個函數(shù)很好理解，就是傳入x軸的數(shù)組和需要填充的兩個y軸數(shù)組；然后傳入填充的范圍，用where=來確定填充的區(qū)域；最后可以加上填充顏色啦，透明度之類修飾的參數(shù)。

相關(guān)推薦：《Python教程》

效果圖

二、散點圖(scatter plots)

參考代碼

簡要分析

1.首先介紹一下numpy 的normal函數(shù)，很明顯，這是生成正態(tài)分布的函數(shù)。這個函數(shù)接受三個參數(shù)，分別表示正態(tài)分布的平均值，標(biāo)準(zhǔn)差，還有就是生成數(shù)組的長度。很好記。

2.然后是arctan2函數(shù)，這個函數(shù)接受兩個參數(shù)，分別表示y數(shù)組和x數(shù)組，然后返回對應(yīng)的arctan(y/x)的值，結(jié)果是弧度制。

3.接下來用到了繪制散點圖的scatter方法，首先當(dāng)然是傳入x和y數(shù)組，接著s參數(shù)表示scale，即散點的大小；c參數(shù)表示color，我給他傳的是根據(jù)角度劃分的一個數(shù)組，對應(yīng)的就是每一個點的顏色（雖然不知道是怎么對應(yīng)的，不過好像是一個根據(jù)數(shù)組內(nèi)其他元素進行的相對的轉(zhuǎn)換，這里不重要了，反正相同的顏色賦一樣的值就好了）；最后是alpha參數(shù)，表示點的透明度。scatter函數(shù)的高級用法可以參見官方文檔scatter函數(shù)或者help文檔，最后設(shè)置下坐標(biāo)范圍就好了。

效果圖

三、等高線圖(contour plots)

參考代碼

簡要分析

1.首先要明確等高線圖是一個三維立體圖，所以我們要建立一個二元函數(shù)f，值由兩個參數(shù)控制，(注意，這兩個參數(shù)都應(yīng)該是矩陣)。

2.然后我們需要用numpy的meshgrid函數(shù)生成一個三維網(wǎng)格，即，x軸由第一個參數(shù)指定，y軸由第二個參數(shù)指定。并返回兩個增維后的矩陣，今后就用這兩個矩陣來生成圖像。

3.接著就用到coutourf函數(shù)了，所謂contourf，大概就是contour fill的意思吧，只填充，不描邊；這個函數(shù)主要是接受三個參數(shù)，分別是之前生成的x、y矩陣和函數(shù)值；接著是一個整數(shù)，大概就是表示等高線的密度了，有默認值；然后就是透明度和配色問題了，cmap的配色方案這里不多研究。

4.隨后就是contour函數(shù)了，很明顯，這個函數(shù)是用來描線的。用法可以類似的推出來，不解釋了，需要注意的是他返回一個對象，這個對象一般要保留下來個供后續(xù)的加工細化。

5.最后就是用clabel函數(shù)來在等高線圖上表示高度了，傳入之前的那個contour對象；然后是inline屬性，這個表示是否清除數(shù)字下面的那條線，為了美觀當(dāng)然是清除了，而且默認的也是1；再就是指定線的寬度了。

效果圖

求教python一個作圖的問題

matplotlib 是python最著名的繪圖庫，它提供了一整套和matlab相似的命令A(yù)PI，十分適合交互式地行制圖。而且也可以方便地將它作為繪圖控件，嵌入GUI應(yīng)用程序中。

它的文檔相當(dāng)完備，并且Gallery頁面中有上百幅縮略圖，打開之后都有源程序。因此如果你需要繪制某種類型的圖，只需要在這個頁面中瀏覽/復(fù)制/粘貼一下，基本上都能搞定。

在Linux下比較著名的數(shù)據(jù)圖工具還有g(shù)nuplot，這個是免費的，Python有一個包可以調(diào)用gnuplot，但是語法比較不習(xí)慣，而且畫圖質(zhì)量不高。

而?Matplotlib則比較強：Matlab的語法、python語言、latex的畫圖質(zhì)量（還可以使用內(nèi)嵌的latex引擎繪制的數(shù)學(xué)公式）。

本文目錄

1.?Matplotlib.pyplot快速繪圖

2.?面向?qū)ο螽媹D

3.?Matplotlib.pylab快速繪圖

4.?在圖表中顯示中文

5.?對LaTeX數(shù)學(xué)公式的支持

6.?對數(shù)坐標(biāo)軸

7.?學(xué)習(xí)資源

Matplotlib.pyplot快速繪圖

快速繪圖和面向?qū)ο蠓绞嚼L圖

matplotlib實際上是一套面向?qū)ο蟮睦L圖庫，它所繪制的圖表中的每個繪圖元素，例如線條Line2D、文字Text、刻度等在內(nèi)存中都有一個對象與之對應(yīng)。

為了方便快速繪圖matplotlib通過pyplot模塊提供了一套和MATLAB類似的繪圖API，將眾多繪圖對象所構(gòu)成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)隱藏在這套API內(nèi)部。我們只需要調(diào)用pyplot模塊所提供的函數(shù)就可以實現(xiàn)快速繪圖以及設(shè)置圖表的各種細節(jié)。pyplot模塊雖然用法簡單，但不適合在較大的應(yīng)用程序中使用。

為了將面向?qū)ο蟮睦L圖庫包裝成只使用函數(shù)的調(diào)用接口，pyplot模塊的內(nèi)部保存了當(dāng)前圖表以及當(dāng)前子圖等信息。當(dāng)前的圖表和子圖可以使用plt.gcf()和plt.gca()獲得，分別表示"Get Current Figure"和"Get Current Axes"。在pyplot模塊中，許多函數(shù)都是對當(dāng)前的Figure或Axes對象進行處理，比如說：

plt.plot()實際上會通過plt.gca()獲得當(dāng)前的Axes對象ax，然后再調(diào)用ax.plot()方法實現(xiàn)真正的繪圖。

可以在Ipython中輸入類似"plt.plot??"的命令查看pyplot模塊的函數(shù)是如何對各種繪圖對象進行包裝的。

配置屬性

matplotlib所繪制的圖表的每個組成部分都和一個對象對應(yīng)，我們可以通過調(diào)用這些對象的屬性設(shè)置方法set_*()或者pyplot模塊的屬性設(shè)置函數(shù)setp()設(shè)置它們的屬性值。

因為matplotlib實際上是一套面向?qū)ο蟮睦L圖庫，因此也可以直接獲取對象的屬性

配置文件

繪制一幅圖需要對許多對象的屬性進行配置，例如顏色、字體、線型等等。我們在繪圖時，并沒有逐一對這些屬性進行配置，許多都直接采用了matplotlib的缺省配置。

matplotlib將這些缺省配置保存在一個名為“matplotlibrc”的配置文件中，通過修改配置文件，我們可以修改圖表的缺省樣式。配置文件的讀入可以使用rc_params()，它返回一個配置字典；在matplotlib模塊載入時會調(diào)用rc_params()，并把得到的配置字典保存到rcParams變量中；matplotlib將使用rcParams字典中的配置進行繪圖；用戶可以直接修改此字典中的配置，所做的改變會反映到此后創(chuàng)建的繪圖元素。

繪制多子圖（快速繪圖）

Matplotlib 里的常用類的包含關(guān)系為?Figure - Axes - (Line2D, Text, etc.)一個Figure對象可以包含多個子圖(Axes)，在matplotlib中用Axes對象表示一個繪圖區(qū)域，可以理解為子圖。

可以使用subplot()快速繪制包含多個子圖的圖表，它的調(diào)用形式如下：

subplot(numRows, numCols, plotNum)

subplot將整個繪圖區(qū)域等分為numRows行* numCols列個子區(qū)域，然后按照從左到右，從上到下的順序?qū)γ總€子區(qū)域進行編號，左上的子區(qū)域的編號為1。如果numRows，numCols和plotNum這三個數(shù)都小于10的話，可以把它們縮寫為一個整數(shù)，例如subplot(323)和subplot(3,2,3)是相同的。subplot在plotNum指定的區(qū)域中創(chuàng)建一個軸對象。如果新創(chuàng)建的軸和之前創(chuàng)建的軸重疊的話，之前的軸將被刪除。

subplot()返回它所創(chuàng)建的Axes對象，我們可以將它用變量保存起來，然后用sca()交替讓它們成為當(dāng)前Axes對象，并調(diào)用plot()在其中繪圖。

繪制多圖表（快速繪圖）

如果需要同時繪制多幅圖表，可以給figure()傳遞一個整數(shù)參數(shù)指定Figure對象的序號，如果序號所指定的Figure對象已經(jīng)存在，將不創(chuàng)建新的對象，而只是讓它成為當(dāng)前的Figure對象。

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

plt.figure(1) # 創(chuàng)建圖表1

plt.figure(2) # 創(chuàng)建圖表2

ax1 = plt.subplot(211) # 在圖表2中創(chuàng)建子圖1

ax2 = plt.subplot(212) # 在圖表2中創(chuàng)建子圖2

x = np.linspace(0, 3, 100)

for i in xrange(5):

plt.figure(1) ?#? # 選擇圖表1

plt.plot(x, np.exp(i*x/3))

plt.sca(ax1) ? #? # 選擇圖表2的子圖1

plt.plot(x, np.sin(i*x))

plt.sca(ax2) ?# 選擇圖表2的子圖2

plt.plot(x, np.cos(i*x))

plt.show()

在圖表中顯示中文

matplotlib的缺省配置文件中所使用的字體無法正確顯示中文。為了讓圖表能正確顯示中文，可以有幾種解決方案。

在程序中直接指定字體。

在程序開頭修改配置字典rcParams。

修改配置文件。

matplotlib輸出圖象的中文顯示問題

上面那個link里的修改matplotlibrc方式，我試了好幾次都沒成功。能work的一個比較簡便粗暴的方式（但不知道有沒有副作用）是，1.找到字體目錄YOURPYTHONHOME\Lib\site-packages\matplotlib\mpl-data\fonts\ttf下的Vera.ttf。這里我們用中文楷體(可以從windows/system32/fonts拷貝過來，對于win8字體文件不是ttf的可以從網(wǎng)上下一個微軟雅黑)，直接張貼到前面的ttf目錄下，然后更名為Vera.ttf。2.?中文字符串用unicode格式，例如：u''測試中文顯示''，代碼文件編碼使用utf-8 加上" #?coding = utf-8 ?"一行。

面向?qū)ο螽媹D

matplotlib API包含有三層，Artist層處理所有的高層結(jié)構(gòu)，例如處理圖表、文字和曲線等的繪制和布局。通常我們只和Artist打交道，而不需要關(guān)心底層的繪制細節(jié)。

直接使用Artists創(chuàng)建圖表的標(biāo)準(zhǔn)流程如下：

創(chuàng)建Figure對象

用Figure對象創(chuàng)建一個或者多個Axes或者Subplot對象

調(diào)用Axies等對象的方法創(chuàng)建各種簡單類型的Artists

import?matplotlib.pyplot as plt

X1 = range(0, 50)?Y1 = [num**2 for num in X1] # y = x^2?X2 = [0, 1]?Y2 = [0, 1] # y = x

Fig = plt.figure(figsize=(8,4)) # Create a `figure'?instance?Ax = Fig.add_subplot(111) # Create a `axes'?instance?in the figure?Ax.plot(X1, Y1, X2, Y2) # Create a Line2D?instance?in the axes

Fig.show()?Fig.savefig("test.pdf")

當(dāng)前題目：python繪圖庫中函數(shù) python的畫圖函數(shù)
轉(zhuǎn)載注明：http://chinadenli.net/article12/higpdc.html

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