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Matplotlib简单入门学习

时间:2016-07-15 21:09:21      阅读:158      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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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。

  • 使用默认的绘图属性绘图

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)

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  • 对线条的颜色,宽度进行设置,就像在matlab中一样:

plt.plot(x,C,color='red',linewidth=2.5,linestyle='-')
plt.plot(x,S,color='blue',linewidth=2.5,linestyle='-')

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  • plot函数的讲解

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:

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以及标注和线条的颜色:

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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.

  • 设置横轴、纵轴的界限以及标注

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:

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最后的显示图像为:

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这样数据的意义就更加清晰明了了。

  • 设置Spines的位置。

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:

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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()

  • 添加图例说明

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)
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位置的可选参数有:

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函数的参数的关键字有:

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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。

Matplotlib简单入门学习

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原文地址:http://blog.csdn.net/mao19931004/article/details/51915016

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