Matplotlib 基础

在这节课中，我们将会学习到 Matplotlib 的相关内容。

通过 Matplotlib，我们可以仅编写几行代码，就生成直方图，折现图，散点图等，高效美观的展示我们的数据。

导入 matplotlib 和 numpy：

import matplotlib.pyplot as plt
from numpy import *
%matplotlib inline

plot 二维图

plt.plot(y)
plt.plot(x, y)
plt.plot(x, y, format_string)

只给定 y 值，默认以下标为 x 轴：

x = linspace(0, 2 * pi, 50)
plt.plot(sin(x));

给定 x 和 y 值：

plt.plot(x, sin(x));

多条数据线：

plt.plot(x, sin(x),
    x, sin(2 * x));

使用字符串，给定线条参数：

plt.plot(x, sin(x), 'r-^');

多线条：

plt.plot(x, sin(x), 'b-o',
    x, sin(2 * x), 'r-^');

编程练习

在同一幅图中绘制 sin(x), sin(2*x), sin(3*x) 三条曲线。颜色分别为蓝色，红色，黄色。

# 请编写你的答案

import matplotlib.pyplot as plt
from numpy import *
%matplotlib inline
x = linspace(0, 2 * pi, 50)
plt.plot(x, sin(x), 'b', x, sin(2 * x), 'r', x, sin(3 * x), 'y');

scatter 散点图

scatter(x, y)
scatter(x, y, size)
scatter(x, y, size, color)

假设我们想画二维散点图：

plt.plot(x, sin(x), 'bo');

可以使用 scatter 达到同样的效果：

plt.scatter(x, sin(x));

x = random.rand(200)
y = random.rand(200)
size = random.rand(200) * 30
color = random.rand(200)
plt.scatter(x, y, size, color)
# 显示颜色条
plt.colorbar();

编程练习

要求：使用 scatter 绘制 sin(x)的二维散点图，把颜色设置为红色，散点形式设置为三角形.

# 请编写你的答案

import matplotlib.pyplot as plt
x = linspace(0, 10, 30)
plt.scatter(x, sin(x), marker='^', color='r');

多图

使用figure()命令产生新的图像：

t = linspace(0, 2*pi, 50)
x = sin(t)
y = cos(t)
plt.figure()
plt.plot(x)
plt.figure()
plt.plot(y);

或者使用 subplot 在一幅图中画多幅子图：

subplot(row, column, index)

plt.subplot(1, 2, 1)
plt.plot(x)
plt.subplot(1, 2, 2)
plt.plot(y);

编程练习

要求：在上下排布的2个子图中，显示sin(x)和cos(x)的图像，请编写代码实现。

# 请编写你的答案

fig = plt.figure()
plt.subplot(2, 1, 1)
plt.plot(x)
plt.subplot(2, 1, 2)
plt.plot(y);

向图中添加数据

默认多次 plot 会叠加：

plt.plot(x)
plt.plot(y);

标签

可以在 plot 中加入 label ，使用 legend 加上图例：

plt.plot(x, label='sin')
plt.plot(y, label='cos')
plt.legend();

或者直接在 legend中加入：

plt.plot(x)
plt.plot(y)
plt.legend(['sin', 'cos']);

坐标轴，标题，网格

可以设置坐标轴的标签和标题：

x = linspace(0, 2 * pi, 50)
plt.plot(x, sin(x))
plt.xlabel('radians')
# 可以设置字体大小
plt.ylabel('amplitude', fontsize='large')
plt.title('Sin(x)');

用 'grid()' 来显示网格：

plt.plot(x, sin(x))
plt.xlabel('radians')
plt.ylabel('amplitude', fontsize='large')
plt.title('Sin(x)')
plt.grid();

编程练习

要求：绘制 cos(x) 的图，包含坐标轴、标题和网格。

# 请编写你的答案

plt.plot(x, cos(x))
plt.xlabel('radians')
plt.ylabel('amplitude', fontsize='large')
plt.title('Cos(x)')
plt.grid();

直方图

从高斯分布随机生成1000个点得到的直方图：

plt.hist(np.random.randn(1000));

更多例子请参考下列网站：

http://matplotlib.org/gallery.html

编程练习

要求： 已知某商店出售 3 种水果，当天的营业额分别为苹果：100，香蕉：200，葡萄：250，请绘制饼图，显示三种水果的占比。

# 请编写你的答案

labels = [u'苹果',u'香蕉',u'葡萄'] #定义标签
sizes = [100,200,300,] #每块值
plt.pie(sizes, labels=labels, autopct = '%3.2f%%');