Python中的matplotlib繪圖庫詳解

Python的matplotlib繪圖庫是一款非常強大的資料視覺化工具。它可以用來繪製各種類型的圖形，包括線條圖、散佈圖、長條圖、直方圖、圓餅圖等等。由於其易於學習和使用，以及社群支持，matplotlib已成為Python科學計算社群中標準視覺化的工具之一。本文將詳細介紹matplotlib繪圖庫的使用方法和常見圖形的繪製方法。

一、Matplotlib基礎

1. 匯入Matplotlib

在使用matplotlib之前，需要先匯入它。通常使用以下程式碼導入：

import matplotlib.pyplot as plt

其中，plt是約定俗成的名稱，用來簡化matplotlib的使用。

2. 繪圖視窗

在繪製圖形之前，需要先建立繪圖視窗。可以使用下列程式碼建立一個最簡單的繪圖視窗：

plt.figure()

不傳遞任何參數時，預設會建立一個大小為(8, 6)英吋的視窗。

3. 繪製圖形

在建立了繪圖視窗後，可以開始繪製圖形。例如，要繪製一條簡單的直線，可以使用以下程式碼：

import numpy as np x = np.array([0, 1, 2, 3, 4]) y = np.array([0, 1, 2, 3, 4]) plt.plot(x, y) plt.show()

其中，np是NumPy函式庫的別名，用於產生x和y軸上的資料。 plot函數用於繪製直線，show函數用於顯示圖形。運行這段程式碼後，將彈出一個繪圖視窗並顯示直線。

二、常見圖形的繪製方法

1. 線圖

線圖是用來繪製連續資料的圖形。可以使用plot函數進行繪製。例如，以下程式碼將繪製一條正弦函數曲線：

x = np.arange(0, 10, 0.1) y = np.sin(x) plt.plot(x, y) plt.show()

其中，x的範圍從0到10，步長為0.1，y是對應的正弦函數值。

2. 散佈圖

散佈圖用於繪製兩個變數之間的關係，例如X和Y座標。可以使用scatter函數進行繪製。例如，以下程式碼將建立一個隨機資料的散佈圖：

x = np.random.rand(50) y = np.random.rand(50) plt.scatter(x, y) plt.show()

其中，x和y都是長度為50的隨機數。

3. 長條圖

長條圖用於比較各種不同類別下的數值大小。可以使用bar函數進行繪製。例如，以下程式碼將繪製一個簡單的長條圖：

x = ["A", "B", "C", "D", "E"] y = [10, 5, 8, 12, 7] plt.bar(x, y) plt.show()

其中，x是類別，y是每個類別下的數值大小。

4. 直方圖

直方圖用於顯示一組資料的分佈情況。可以使用hist函數進行繪製。例如，以下程式碼將繪製一個隨機資料的直方圖：

x = np.random.randn(1000) plt.hist(x) plt.show()

其中，x是長度為1000的隨機數。

5. 餅圖

labels = ["A", "B", "C", "D", "E"] sizes = [15, 30, 45, 10, 5] plt.pie(sizes, labels=labels) plt.show()

1. 三、Matplotlib進階

座標軸設定

2. #使用xlabel、ylabel、title函數可以設定橫軸、縱軸和圖形標題：

plt.xlabel("X-axis") plt.ylabel("Y-axis") plt.title("Title") plt.plot(x, y) plt.show()

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圖例設定

x1 = np.arange(0, 10, 0.1) y1 = np.sin(x1) x2 = np.arange(0, 10, 0.1) y2 = np.cos(x2) plt.plot(x1, y1, label="sin") plt.plot(x2, y2, label="cos") plt.legend() plt.show()

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3. 其中，label參數用於區分不同的資料集，legend函數用於顯示圖例。

格式化樣式設定

plt.plot(x, y, "r--", linewidth=2) plt.show()

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4. 其中，r- -表示紅色虛線，linewidth參數用於設定線寬。

子圖設定

plt.subplot(2, 2, 1) plt.plot(x, y) plt.subplot(2, 2, 2) plt.scatter(x, y) plt.subplot(2, 2, 3) plt.bar(x, y) plt.subplot(2, 2, 4) plt.hist(x) plt.show()

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5. 其中，subplot函數接受3個參數，分別表示行數、列數和子圖序號。

儲存圖形

plt.plot(x, y) plt.savefig("figure.png")

以上是Python中的matplotlib繪圖庫詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！