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前言

1、解決坐標(biāo)軸刻度負(fù)號(hào)亂碼

plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False

2、解決中文亂碼問題

# 以下方式二選一
plt.rcParams['font.sans-serif']=['Simhei']
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['Microsoft YaHei'] 

3、圖形展現(xiàn)形式

在jupyter notebook中有2種圖形展現(xiàn)形式
%matplotlib notebook:運(yùn)行這句命令會(huì)在notebook中啟動(dòng)交互式圖形
%matplotlib inline:運(yùn)行這句命令會(huì)在notebook中啟動(dòng)靜態(tài)圖形
如果沒有運(yùn)行該命令，默認(rèn)展示靜態(tài)圖形

%matplotlib notebook
%matplotlib inline

一、圖形繪制

1.折線圖plot

• 展現(xiàn)變量的趨勢(shì)變化
• 調(diào)用方式：plt.plot(x,y,ls=‘-’,lw=w,label=‘plot figure’)
• 參數(shù)：
  x：x軸的數(shù)值
  y：y軸的數(shù)值
  ls：折現(xiàn)圖的線條風(fēng)格（linestyle）
  lw：折現(xiàn)圖的線條寬度（lineweight）
  label：標(biāo)記圖形內(nèi)容的標(biāo)簽文本
  color：圖形顏色

x=np.linspace(0.05,20,200)
y=np.sin(x)fig = plt.figure()#創(chuàng)建一個(gè)圖形（畫板）
plt.plot(x,y,ls='--',lw=2,label='sin(x)',color='r')#調(diào)用畫圖函數(shù)畫圖（類似于在畫板上貼畫紙進(jìn)行繪畫）
plt.legend()  #legend將標(biāo)簽顯示出來
plt.show()
fig.savefig('test.png')

2.散點(diǎn)圖plot&scatter

• plt.plot()

x=np.linspace(0,10,30)
y=np.sin(x)plt.plot(x,y,marker='o',color='c')
plt.show()

• plt.scatter()比plt.plot()更加靈活，比如可以單獨(dú)空值每個(gè)散點(diǎn)與數(shù)據(jù)匹配，也可以讓每個(gè)散點(diǎn)具有不同的屬性
  函數(shù)功能：尋找變量之間關(guān)系
  調(diào)用方式plt.scatter(x,y,c=‘b’,label=‘scatter,figure’)
  x：x軸數(shù)值
  y：y軸數(shù)值
  c：散點(diǎn)標(biāo)記顏色
  label：標(biāo)簽文本

x=np.random.randn(100)
y=np.random.randn(100)
plt.scatter(x,y,c='c',label='散點(diǎn)圖')
plt.show()

x=np.random.randn(100)
y=np.random.randn(100)
colors=np.random.randn(100)
size=np.random.randint(20,500,100)
plt.scatter(x,y,c=colors,s=size,alpha=0.3,cmap='hsv')
plt.colorbar()  #顯示顏色條
plt.show()

3.柱狀圖plt.bar&條形圖plt.barh

函數(shù)功能：在x軸上繪制定性數(shù)據(jù)的分布特征，調(diào)用方式：plt.bar(x,y)，與之相對(duì)應(yīng)的是條形圖
參數(shù)

• x：在X軸上的定性數(shù)據(jù)類別
• y：每種定性數(shù)據(jù)類別數(shù)量
• align：柱體對(duì)齊方式
• color：柱體顏色
• tick_label：刻度標(biāo)簽值
• alpha：柱體透明度
• hatch：柱體填充樣式

x=[i for i in range(6)]
y=np.random.randint(45,100,6)
z=('a','b','c','d','e','f')
plt.ylabel('數(shù)據(jù)')
plt.bar(x,y,align='center',color='c',tick_label=z,hatch='///')
plt.show()

4.直方圖plt.hist&堆積直方圖

函數(shù)功能：在X軸繪制定量數(shù)據(jù)的分布特征
參數(shù)說明
x：在X軸上繪制箱體的定量數(shù)據(jù)輸入值
bins：用于確定柱體的個(gè)數(shù)或柱體邊緣范圍，除了最后一個(gè)柱體作用都為閉區(qū)間，其他柱體為左閉右開區(qū)間
color：柱體顏色
histype：柱體類型

• bar：傳統(tǒng)的條形直方圖，如果是多個(gè)數(shù)據(jù)給出并排排列的條形圖
• step：生成默認(rèn)的線圖填補(bǔ)
• stepfilled：生成默認(rèn)的線圖填充
  label：圖例內(nèi)容
  rwidth：柱體寬度

x=np.random.normal(loc=10000,scale=3000,size=1000)
bins=range(0,20000,500)plt.hist(x,bins=bins,histtype='bar',color='c',alpha=0.6)
plt.xlabel('test')
plt.ylabel('數(shù)據(jù)')
plt.show()

堆積直方圖和直方圖相比，多添加2個(gè)參數(shù)
x：參數(shù)X需要對(duì)應(yīng)兩個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，可以用列表裝載
stacked：true即兩個(gè)直方圖堆積，false表示兩個(gè)直方圖并列
label：因?yàn)檎故緝深悢?shù)據(jù)，所有標(biāo)簽需額外設(shè)置

x0=np.random.normal(loc=10000,scale=3000,size=1000)
x1=np.random.normal(loc=7000,scale=3000,size=1000)
bins=range(0,20000,500)
x=(x0,x1)
plt.hist(x,bins=bins,histtype='bar',label=['x0','x1'],stacked=True,alpha=0.6)
plt.xlabel('test')
plt.ylabel('數(shù)據(jù)')
plt.legend(loc='upper right')
plt.show()

當(dāng)stacked=False時(shí)：

5.餅圖plt.pie

主要參數(shù)
x：定性數(shù)據(jù)的不同類別的百分比
explode：餅片邊緣偏離半徑的百分比（如果制作分裂式餅圖，添加該參數(shù)即可）
labels：標(biāo)記每份餅片的文本標(biāo)簽內(nèi)容
autopct：餅片文本標(biāo)簽內(nèi)容對(duì)應(yīng)的數(shù)值百分比樣式
startangle：從X軸起始位置開始，第一個(gè)餅片逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角度
shadow：是否繪制餅片的陰影
colors：餅片的顏色
其他參數(shù)：
pctdistance：每個(gè)餅片中心與開始之間的比率，默認(rèn)值為0.6
labeldistance：繪制餅圖標(biāo)簽的徑向問題距離，默認(rèn)1.1

percent='0.1','0.15','0.3','0.2','0.2','0.05'
explode=0.1,0.1,0.1,0.1,0.1,0.5  #如果突出某部分，可把對(duì)應(yīng)值修改
autopacts="%.2f%%"
startangle=45
types='優(yōu)','良','中','一般','次','差'
colors=['r','g','b','c','y','y']
plt.pie(x=percent,explode=explode,labels=types,autopct=autopacts,startangle=startangle,colors=colors)
plt.show()

不傳explode參數(shù)時(shí)

6.單個(gè)、多個(gè)箱線圖boxplot

箱體由第一四分位、中位數(shù)（第二四分位）和第三四分位數(shù)組成，箱須末端之外為離群值
參數(shù)：
x：輸入數(shù)據(jù)
whis：四分位距的倍數(shù)，用來確定箱須，包括數(shù)據(jù)范圍大小
widths：設(shè)置箱體寬度
sym：離群值的標(biāo)記樣式
labels：繪制每一個(gè)數(shù)據(jù)集的刻度標(biāo)簽
patch_artist：是否給箱體添加顏色
notch：如果為True，則箱體由凹痕

• 單個(gè)箱線圖

x=np.random.randn(1000)
plt.boxplot(x=x,whis=1.5,widths=0.3,sym='o',labels=['箱體圖'],notch=False)
plt.grid(axis='y',ls=':',lw=1,color='grey',alpha=0.4)
plt.show()

• 多個(gè)箱線圖
  數(shù)據(jù)集參數(shù)X需傳入多個(gè)數(shù)據(jù)集對(duì)象
  標(biāo)簽參數(shù)labels列表要包含多個(gè)標(biāo)簽字符串
  

二、繪圖風(fēng)格設(shè)置

1.圖片保存及查看

x=np.linspace(0.05,20,200)
y=np.sin(x)fig = plt.figure()#創(chuàng)建一個(gè)圖形（畫板）
plt.plot(x,y,ls='--',lw=2,label='sin(x)',color='r')#調(diào)用畫圖函數(shù)畫圖（類似于在畫板上貼畫紙進(jìn)行繪畫）
plt.legend()  #legend將標(biāo)簽顯示出來
plt.show()
fig.savefig('test.png')from IPython.display import Image
Image('test.png')

2.設(shè)置坐標(biāo)軸上下限

plt.xlim：設(shè)置X軸范圍
plt.ylim：設(shè)置y軸范圍

x=np.linspace(0.05,20,200)
y=np.sin(x)fig = plt.figure()#創(chuàng)建一個(gè)圖形（畫板）
plt.plot(x,y,ls='--',lw=2,label='sin(x)',color='r')#調(diào)用畫圖函數(shù)畫圖（類似于在畫板上貼畫紙進(jìn)行繪畫）
plt.legend()  #legend將標(biāo)簽顯示出來
plt.xlim(0.1,20)
plt.ylim(-2,2)
plt.show()

3.axis獲取或設(shè)置某些軸的便捷方法

• 使用方法一：plt.axis(xmin,xmax,ymin,ymax)
  xmin：x軸最小取值范圍
  xmax：x軸最大取值范圍
  ymin：y軸最小取值范圍
  ymax：y軸最大取值范圍
  
  

• 使用方法二：plt.axis(str)
  ‘on’：打開軸線和標(biāo)簽
  ‘off’：關(guān)閉軸線和標(biāo)簽。等于設(shè)置相等的縮放比例，改變軸限制
  ‘scaled’：設(shè)置相等的縮放比例，改變繪圖狂尺寸
  ‘tight’：設(shè)置限制大小足以顯示所有數(shù)據(jù)
  ‘a(chǎn)uto’：自動(dòng)縮放（帶數(shù)據(jù)的填充框）
  

4.軸標(biāo)簽xlabel()，ylabel()

xlabel()函數(shù)功能：設(shè)置X軸標(biāo)簽文本
調(diào)用方式：plt.xlabel(string)
string：標(biāo)簽文本內(nèi)容
fontsize：字體大小
平移性：上面的函數(shù)功能，調(diào)用簽名和參數(shù)說明同樣可以平移到函數(shù)ylabel上

5.文本標(biāo)簽圖例legend()

函數(shù)功能：標(biāo)識(shí)不同圖形的文本標(biāo)簽圖例
調(diào)用方式：plt.legend(loc=‘lower left’)
主要參數(shù)：

• loc：圖例在圖中的地理位置
  upper right（右上角）、upper left（左上角）、upper center（中間靠上）
  lower left（左下角）、lower right（右下角）、lower center（中間靠下）
  center（中間）、center right（中間靠右）、center left（中間靠左）
• title：圖例標(biāo)簽內(nèi)容標(biāo)題參數(shù)
• shadow：線框陰影，True或False
• fancybox：線框圓角處理參數(shù)，True或False
  

6.設(shè)置軸刻度和刻度標(biāo)簽

通過plt.xticks()和plt.yticks()函數(shù)給x軸和y軸設(shè)定刻度，同時(shí)通過這2給函數(shù)中的label參數(shù)來給這些刻度貼上標(biāo)簽

7.網(wǎng)格線設(shè)置grid()

函數(shù)功能：繪制刻度線的網(wǎng)格線
調(diào)用方式：plt.grid(linestyle=‘:’,color=‘’)

8.參考線axhline()

函數(shù)功能：繪制平行于x軸的水平參考線，與之對(duì)應(yīng)的方法為plt.axvline()
調(diào)用方式：plt.axhline(y=0,c=‘r’,ls=‘:’,lw=‘’)
y：水平參考線的出發(fā)點(diǎn)
c：參考線的線調(diào)顏色
ls：參考線的線條風(fēng)格
lw：參考線的線條寬度

9.參考區(qū)域axvspan()

函數(shù)功能：繪制垂直于x軸的參考區(qū)域，與之相應(yīng)的函數(shù)為axhspan()
調(diào)用方式：plt.axvspan(xmin=1.0,xmax=2,facecolor=‘y’,alpha=0.3)
xmin：參考區(qū)域起始位置
xmax：參考區(qū)域終止位置
facecolor：參考區(qū)域填充顏色
alpha：參考區(qū)域填充顏色的透明度

10.指向性注釋annotate()

函數(shù)功能：添加圖形內(nèi)容細(xì)節(jié)的指向型注釋文本
調(diào)用方式：plt.annotate(string,xy=(,),xytext=(,),color=‘b’,arrowprops=dict(arrowstyle=‘->’,color=‘b’)
string：圖形內(nèi)容的注釋文本
xy:被注釋圖形內(nèi)容的位置坐標(biāo)
xytext：注釋文本的位置坐標(biāo)
color：注釋文本的字體顏色
arrowprops：指示被注釋內(nèi)容的箭頭的字典屬性：

• arrowstyle：‘-’,‘->’,‘-[’,‘|-|’,‘-|’,‘<-’,‘<->’,‘<|-’,‘<|-|>’,fancy,simple,wedge(注釋文本字體粗細(xì))
• color：顏色

plt.annotate('測(cè)試說明',xy=(np.pi/2,1),xytext=(2.5,1),weight='bold',color='r',arrowprops=dict(arrowstyle='->',color='c'))

11.text()圖形內(nèi)容細(xì)節(jié)的無指向注釋文本

調(diào)用方式：plt.text(x,y,string,weight=‘bold’,color=‘b’)
x：注釋文本位置橫坐標(biāo)
y：注釋文本位置縱坐標(biāo)
string：文本內(nèi)容
weight：字體大小
color：字體顏色

plt.text(2,0.8,'sin(x)曲線',fontsize='12',color='c')

12.title()添加圖形內(nèi)容標(biāo)題

調(diào)用方式plt.title(string)
string：標(biāo)題文本
loc：center/left/right
fontdict：可以用字典存儲(chǔ)，包含以下參數(shù)：

• family：字體類別
• size：字體大小
• color：字體顏色
• style：字體風(fēng)格

plt.title('y=sin(x)',color='r',loc='center',fontsize=13)

三、繪圖進(jìn)階

1.子圖plt.subplot

subplot(C,R,P)：劃分C行P列，從最左上角向右數(shù)起，序號(hào)P依次增加，直到換一行，序號(hào)頁(yè)是從左向右增加

x=np.linspace(-2*np.pi,2*np.pi,200)
y1=np.sin(x)
y2=np.cos(x)
y3=x
y4=x**2plt.subplot(221)
plt.plot(x,y1,label='sin(x)')plt.subplot(222)
plt.plot(x,y2,label='cos(x)')plt.subplot(223)
plt.plot(x,y3,label='x')plt.subplot(224)
plt.plot(x,y4,label='x**2')plt.show()

2.子圖plt.subplots

plt.subplots()其實(shí)會(huì)返回兩個(gè)對(duì)象，一個(gè)是figure畫布實(shí)例，一個(gè)是坐標(biāo)軸實(shí)例axes

• figure：可以看作一個(gè)圖形實(shí)例，用來包括坐標(biāo)軸，圖形，文字標(biāo)簽等
• axes：表示一個(gè)坐標(biāo)軸實(shí)例，是一個(gè)帶有刻度和標(biāo)簽的矩陣
• 先有了figure、axes，就可以使用ax.plot進(jìn)行繪圖了
  因?yàn)閍x[0]表示第一個(gè)子圖的實(shí)例，ax[1]表示第二個(gè)子圖實(shí)例，所有可以通過ax[0]回到第一個(gè)子圖繪圖
  

fig,ax=plt.subplots(2,1) # 把fig想象成一塊畫板，ax想象成兩張畫紙
x=np.linspace(-2*np.pi,2*np.pi,200)
y_01=np.sin(x)
y_02=x**2
ax[0].plot(x,y_01,label="sin(x)") 
ax[0].legend()
ax[0].set_title("圖一")
ax[1].plot(x,y_02,label="x**2")
ax[1].legend()
ax[1].set_title("圖二")
#如果在畫完兩幅子圖之后，在這個(gè)時(shí)候想再往圖一添加折線圖y=x，可以直接通過實(shí)例ax[0].plot()來畫：
ax[0].plot(x,x,color="r",ls="--",alpha=0.3)
plt.show()

3.plt.figure

語法：plt.figure(num, figsize, dpi, facecolor, edgecolor, frameon）
參數(shù)

• num：整數(shù)或字符串，可選，默認(rèn)值：無
  如果未提供，將創(chuàng)建新圖形和圖形編號(hào)。圖形對(duì)象將此數(shù)字保存在“數(shù)字”中
  如果提供了num，將在該編號(hào)的圖形中繪圖；如果num是一個(gè)字符串，該字符串作為圖標(biāo)題。
• figsize：整數(shù)元組，可選，默認(rèn)值：無；[寬度，高度]（英寸）；如果未提供，則默認(rèn)為[6.4,4.8]
• dpi：整數(shù)，可選，默認(rèn)值：無；這個(gè)數(shù)字的分辨率。如果未提供，則默認(rèn)為100
• facecolor：背景顏色。如果未提供，則默認(rèn)為"w"。
• edgecolor：邊框顏色。如果未提供，則默認(rèn)為"w"。
• frameon：布爾型，可選，默認(rèn)值：True。如果為False，則禁止繪制圖框。

fig_01=plt.figure(1,figsize=[3,3]) #建立“畫布1”
ax_01=plt.axes() 
fig_02=plt.figure(2,figsize=[2,2]) #建立“畫布2”
ax_02=plt.axes() 
plt.show()

4.plt.axes

plt.axes用來創(chuàng)建一個(gè)新的全窗口軸:
語法：plt.axes([left, bottom, width, height]…)
以左下角為原點(diǎn)，右上角為1，設(shè)置軸域的[左坐標(biāo)，底坐標(biāo)，寬度，高度]

• 上面的軸域取值范圍是左下角（原點(diǎn)）為0，右上角為1。
• 左坐標(biāo)和底坐標(biāo)兩個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的就是——該坐標(biāo)軸的原點(diǎn)位置，為該圖形寬度和高度比例。
• 寬度和高度的參數(shù)就是——該坐標(biāo)軸原點(diǎn)往外擴(kuò)展，寬度和高度為圖形的比例長(zhǎng)度。

x=np.linspace(-2*np.pi,2*np.pi,200)
y=np.sin(x)fig=plt.figure(1,facecolor="gray") #建立“畫布1”，設(shè)為灰色
ax_1=plt.axes([0,0,0.4,0.4],facecolor="w") #軸域（畫紙）顏色設(shè)置成白色
ax_1.plot(x,y,ls="-.",color="r")
ax_2=plt.axes([0.4,0.4,0.6,0.6],facecolor="b") #軸域（畫紙）顏色設(shè)成綠色
ax_2.plot(x,y,ls="-",color="c")
plt.show()

5.其他建立figure、axes方法

1）通過plt.subplots

x=np.linspace(0,10,1000)
y=np.sin(x)
fig,((ax_01,ax_02),(ax_03,ax_04))=plt.subplots(2,2) # 通過plt.subplots()返回“畫板”和“畫紙”
ax_01.plot(x,y)
plt.show()

2）通過plt.add_subplot

fig = plt.figure() # 先創(chuàng)建“畫板”
ax_01 = fig.add_subplot(221) # 通過“畫板”來調(diào)用“畫紙”
ax_01.plot(x,y)
ax_02 = fig.add_subplot(222)
ax_03 = fig.add_subplot(223) 
ax_04 = fig.add_subplot(224)plt.show()

6.面向?qū)ο罄L圖

1）折線圖ax.plot

x=np.linspace(-2*np.pi,2*np.pi,200)
y=np.sin(x)
fig = plt.figure()
ax = plt.axes()
ax.plot(x,y,ls='--',color='c',label='test')
ax.legend()
plt.show()

2）散點(diǎn)圖ax.scatter

fig = plt.figure()
ax = plt.axes()x=np.linspace(0.05,20,500)
y=np.random.randint(1,100,500) 
# ax.scatter(x,y,label="scatter figure")
# ax.legend()
plt.scatter(x,y,label="scatter figure")
plt.legend()
plt.show()

3）柱狀圖ax.bar

fig = plt.figure()
ax = plt.axes()x=[i for i in range(1,6)] 
y= np.random.randint(45,100,5) 
z=("a","b","c","d","e") 
ax.set_ylabel("text") 
ax.grid(linestyle="-.",color="r",axis="y",alpha=0.15) 
ax.bar(x,y,align="center",color="c",tick_label=z,hatch="|")
plt.show()

4）plt和ax部分區(qū)別

1、絕大多數(shù)plt函數(shù)都可以直接轉(zhuǎn)換成ax方法，比如plt.plot()–>ax.plot()、plt.legend()–>ax.legend()等。
2、在設(shè)置坐標(biāo)軸上下限、坐標(biāo)軸標(biāo)題和圖形標(biāo)題方面，會(huì)稍有不同：

• 設(shè)置坐標(biāo)軸標(biāo)題：
  plt.xlabel()–>ax.set_xlabel()
  plt.ylabel()–>ax.set_ylabel()
• 設(shè)置坐標(biāo)軸上下限：
  plt.xlim()–>ax.set_xlim()
  plt.ylim()–>ax.set_ylim()
• 設(shè)置圖形標(biāo)題：
  plt.title()–>ax.set_title()
  3、使用面向?qū)ο蟮姆绞嚼L制氣泡圖,不能設(shè)置colorbar,不加colorbar()就不會(huì)報(bào)錯(cuò)