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因为学习机器学习以及试图通过python实现相应的算法,因此学习了Matplotlib中的画图,那么就问到,问啥不用matlab呢,答:多一门技术,多一口饭;而且发现Matplotlib的画图功能还是蛮强大的,这次仅仅只是学习了以前在MATLAB里面会的相应的东西,然后学习一下在python中对应的知识。
matplotlib在Python中应用最多的2D图像的绘图工具包,使用matplotlib能够非常简单的可视化数据。在matplotlib中使用最多的模块就是pyplot。pyplot非常接近Matlab的绘图实现,而且大多数的命令及其类似Matlab.当然,与Matlab类似,需要很多的数学运算,因此numpy这个组件同样是必不可少的。所以很多人说python+matplotlib+numpy就是MATLAB。当然在此之前,需要配置好相应的环境,在Linux 14.04下版本,利用sublime Text 3可以非常快捷的搭建好开发环境,可以参见博客http://blog.csdn.net/mao19931004/article/details/51834616。
首先,在matplotlib建议使用别名,引入包,这样方便以后模块的使用,一般以以下两句开始:
import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt
接下来以绘制正弦余弦函数曲线为例,介绍相应的函数。
x=np.linspace(-np.pi,np.pi,256,endpoint=True) C,S=np.cos(x),np.sin(x) plt.plot(x,C) plt.plot(x,S)
plt.plot(x,C,color='red',linewidth=2.5,linestyle='-') plt.plot(x,S,color='blue',linewidth=2.5,linestyle='-')
上面介绍了简单的绘图,用的基本上都是plot,因此有必要对plot函数进行简单的介绍。官网参考网址:plot使用。熟悉Matlab的人对plot不会陌生,在matplotlib中的使用方式大致和Matlab中是一致的,使用plot,可以对点的标记的样式以及线条的样式进行设置。
函数的声明为:matplotlib.pyplot.
plot
(*args, **kwargs)。args的参数的长度是不定
的,可以设置很多的属性,kwargs主要是应用于设置线条的属性。对于标注和线条的样式,可以通过简单的字符来表示:
以及标注和线条的颜色:
当然线条的颜色可以以其他方式定制。比如16进制的字符串(‘#008000‘
)或者是RGB、RGBA元组的方式RGB
or RGBA ((0,1,0,1)
) 来实现不同的颜色。
在接下来会应用到更多的属性。对于Line2D的具体细节,也就是线条的属性等,可以进一步查阅Line2D.
很多时候,需要设置横轴和纵轴的界面,从而得到更加清晰明了的图形:
plt.xlim(X.min()*1.1, X.max()*1.1) plt.ylim(C.min()*1.1, C.max()*1.1)此外为了更好的表示横轴和纵轴数据的含义,可以通过ticks对横轴和纵轴的含义进行设置和定制。
plt.xlim(x.min()*1.1, x.max()*1.1) plt.xticks([-np.pi, -np.pi/2, 0, np.pi/2, np.pi], [r'$-\pi$', r'$-\pi/2$', r'$0$', r'$+\pi/2$', r'$+\pi$']) plt.ylim(C.min()*1.1,C.max()*1.1) plt.yticks([-1, 0, +1], [r'$-1$', r'$0$', r'$+1$'])看到yticks和xticks后面一串的数字,看到就觉得可能有点不知道写的什么,熟悉LaTex的人觉得我们这种想法的人有点傻。其实就是很简单的字符串,但是是为了方便Latex去解析这段字符串。一般以r开始,中间的字符串用$字符串$包围起来。这里是matplotlib中的有关LaTex的使用介绍:Latex的使用
上面的\pi代表的意义就是π。以下是有关希腊字符的表示:
最后的显示图像为:
这样数据的意义就更加清晰明了了。
Spines are the lines connecting the axis tick marks and noting the boundaries of the data area. They can be placed at arbitrary positions。
Spines应该可以理解为坐标轴的位置。但是也不全是,因为它分为上下左右四个位置,就如上图的四个边界,那么左边界和下边界就是我们通常认为的横坐标和纵坐标。我们可以将上边界和右边界隐藏,同时将左边界和下边界移动至中心的位置,看看效果:
这样就和我们通常画数学曲线的方式就一样了。
实现的完整代码是:
import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt ax = plt.subplot(111) ax.spines['right'].set_color('none') ax.spines['top'].set_color('none') ax.xaxis.set_ticks_position('bottom') ax.spines['bottom'].set_position(('data',0)) ax.yaxis.set_ticks_position('left') ax.spines['left'].set_position(('data',0)) x=np.linspace(-np.pi,np.pi,256,endpoint=True) C,S=np.cos(x),np.sin(x) plt.plot(x,C,color='red',linewidth=2.5,linestyle='-',label=r'$cos(t)$') plt.plot(x,S,color='blue',linewidth=2.5,linestyle='-',label=r'$sin(t)$') plt.xlim(x.min()*1.1, x.max()*1.1) plt.xticks([-np.pi, -np.pi/2, 0, np.pi/2, np.pi], [r'$-\pi$', r'$-\pi/2$', r'$0$', r'$+\pi/2$', r'$+\pi$']) plt.ylim(C.min()*1.1,C.max()*1.1) plt.yticks([-1, 0, +1], [r'$-1$', r'$0$', r'$+1$']) plt.show()
说到作图,当然必须要有图例,图例是帮助我们理解曲线指代的类型,如果让我们不去仔细分析曲线,就可以知道曲线指代的类型。比如上图的正弦和余弦,我们要经过分析过后,才知道红色是余弦函数,蓝色是正弦函数,因此图例就非常重要的帮助我们分析图形。
在画图时候,我们需要多线条加上label,这样才可以在最后将图例显示出来。
plt.plot(x,C,color='red',linewidth=2.5,linestyle='-',label=r'$cos(t)$') plt.plot(x,S,color='blue',linewidth=2.5,linestyle='-',label=r'$sin(t)$') plt.legend(loc='upper left',frameon=False)
位置的可选参数有:
函数的参数的关键字有:
大致的plot的绘图方式入门就这么多,当然plot还有很多很多的内容,需要的什么比较好的方式绘图,就可以去参阅相关的资料,当然以后如果遇到新的内容,会继续介绍。
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原文地址:http://blog.csdn.net/mao19931004/article/details/51915016