學會用matplotlib畫折線圖處理資料
1、什麼是matplotlib
matplotlib: 最流行的Python底層繪圖庫，主要做資料可視化圖表,名字取材于MATLAB，模仿MATLAB建構
2、matplotlib基本要點
（1）matplotlib簡單使用
一個小demo：
假設一天中每隔兩個小時(range(2,26,2))的氣溫(℃)分别是[15,13,14.5,17,20,25,26,26,27,22,18,15]，請展示
import matplotlib.pyplot as plt
x = range(2, 26, 2)
y = [15, 13, 14.5, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18, 15]
plt.plot(x, y)
plt.show()
由上述圖檔可見，太過于簡單了，僅僅是一個折線圖，資訊還不夠完善。是以還能做：
- 設定圖檔大小(想要一個高清無碼大圖) √
- 儲存到本地 √
- 描述資訊,比如x軸和y軸表示什麼,這個圖表示什麼
- 調整x或者y的刻度的間距 √
- 線條的樣式(比如顔色,透明度等)
- 标記出特殊的點(比如告訴别人最高點和最低點在哪裡)
- 給圖檔添加一個水印(防僞,防止盜用)
（2）設定圖檔大小
一般科研論文中對圖檔的大小有嚴格要求，故學會設定圖檔大小和将圖檔儲存至本地至關重要。
fig = plt.figure(figsize=(a, b), dpi=dpi)
其中：
figsize
:設定圖形的大小，
a
為圖形的寬，
b
為圖形的高，機關為英寸
dpi
:設定圖形每英寸的點數，了解為清晰度
import matplotlib.pyplot as plt
x = range(2, 26, 2)
y = [15, 13, 14.5, 17, 20, 25, 26, 26, 27, 22, 18, 15]
# 設定圖檔大小
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)
# 設定x軸刻度
plt.xticks(x)
# plt.xticks(x[::2]) # 當刻度太密集時，使用清單步長處理
# 設定y軸刻度
plt.yticks(range(min(y), max(y)+1)) # 由于max(y)無法取到，這裡考慮+1操作
# 繪圖
plt.plot(x, y)
# 儲存圖檔
plt.savefig("./temperature.png")
# 展示圖檔
plt.show()
（3）調整X或者Y軸上的刻度
設定刻度利于我們更好地觀察
xticks(ticks, [labels], **kwargs) # y軸同理
其中：
ticks
：數組類型，用于設定X軸刻度間隔
[labels]
：數組類型，用于設定每個間隔的顯示标簽
** kwargs
：用于設定标簽字型傾斜度和顔色等外觀屬性
一個小demo：
"""
如果清單a表示10點到12點的每一分鐘的氣溫,如何繪制折線圖觀察每分鐘氣溫的變化情況?
a= [random.randint(20,35) for i in range(120)]
"""
import matplotlib.pyplot as plt
import random
# 設定圖檔大小
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)
x = range(120)
y = [random.randint(20, 35) for i in range(120)]
# 調整x軸的刻度
_xtick_lables = ["10點{}分".format(i) for i in range(60)]
_xtick_lables += ["11點{}分".format(i-60) for i in range(60, 120)]
# 取步長，數字和字元串一一對應，資料的長度一緻
# x需要強轉
plt.xticks(list(x)[::3], _xtick_lables[::3], rotation=45)
# 繪圖
plt.plot(x, y)
# 展示
plt.show()
（4）設定中文顯示
由上圖可發現，我們需要的
中文
并沒有顯示！為什麼無法顯示中文？
because---> matplotlib預設不支援中文字元，因為預設的英文字型無法顯示漢字
那麼如何處理呢？ 運用
fontproperties
屬性
"""
如果清單a表示10點到12點的每一分鐘的氣溫,如何繪制折線圖觀察每分鐘氣溫的變化情況?
a= [random.randint(20,35) for i in range(120)]
"""
import matplotlib.pyplot as plt
import random
"""
import matplotlib
# the method of setting fonts in windows or linux
font = {'family': 'MicroSoft YaHei',
'weight': 'bold',
'size': 'larger'}
# ctrl+B 可檢視matplotlib.rc的源碼
matplotlib.rc("font", **font) # pass in the font dict as kwargs
下面介紹黑馬程式員的方法:
import matplotlib.font_manager
my_font = font_manager.FontProperties(fname="本機中字型所在路徑")
"""
# 設定圖檔大小
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)
x = range(120)
y = [random.randint(20, 35) for i in range(120)]
# 調整x軸的刻度
_xtick_lables = ["10點{}分".format(i) for i in range(60)]
_xtick_lables += ["11點{}分".format(i-60) for i in range(60, 120)]
# 取步長，數字和字元串一一對應，資料的長度一緻
# x需要強制轉型
# 在網上看到加字型有很多方法，最便捷的好像就是下面我這樣直接用fontproperties屬性，這裡SimSun是宋體
plt.xticks(list(x)[::3], _xtick_lables[::3], rotation=45, fontproperties='SimSun')
# 繪圖
plt.plot(x, y)
# 展示
plt.show()
（5）給圖像增添描述資訊
那麼
x軸
和
y軸
和目前圖形到底表示什麼是不是應該明确一下呢?
那麼我們需要添加一些描述資訊：
"""
如果清單a表示10點到12點的每一分鐘的氣溫,如何繪制折線圖觀察每分鐘氣溫的變化情況?
a= [random.randint(20,35) for i in range(120)]
"""
import matplotlib.pyplot as plt
import random
# 設定圖檔大小
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)
x = range(120)
y = [random.randint(20, 35) for i in range(120)]
# 調整x軸的刻度
_xtick_lables = ["10點{}分".format(i) for i in range(60)]
_xtick_lables += ["11點{}分".format(i-60) for i in range(60, 120)]
# 取步長，數字和字元串一一對應，資料的長度一緻
# x需要強制轉型
# 中文字型選擇宋體
plt.xticks(list(x)[::3], _xtick_lables[::3], rotation=45, fontproperties='SimSun')
# 添加描述資訊
plt.xlabel("時間", fontproperties="SimSun") # x軸的label
plt.ylabel("溫度（℃）", fontproperties="SimSun") # y軸的label
plt.title("10點到12點每分鐘的時間變化情況", fontproperties="SimSun") # 添加标題
# 繪圖
plt.plot(x, y)
# 展示
plt.show()
（6）動手試一試
①demo1
假設大家在30歲的時候,根據自己的實際情況,統計出來了從11歲到30歲每年交的女(男)朋友的數量如清單a,請繪制出該資料的折線圖,以便分析自己每年交女(男)朋友的數量走勢
a = [1,0,1,1,2,4,3,2,3,4,4,5,6,5,4,3,3,1,1,1]
要求:
y軸表示個數
x軸表示歲數,比如11歲,12歲等
import matplotlib.pyplot as plt
x = range(11, 31)
y = [1, 0, 1, 1, 2, 4, 3, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 5, 4, 3, 3, 1, 1, 1]
# 設定圖檔大小
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)
# 調整x軸
_xtick_lable = ["{}歲".format(i) for i in range(11, 31)]
plt.xticks(list(x)[::1], _xtick_lable[::1], fontproperties="SimSun")
plt.xlabel("歲數", fontproperties="SimSun")
# 調整y軸
plt.yticks(range(min(y), max(y)+1))
plt.ylabel("個數", fontproperties="SimSun")
# 添加繪圖的總資訊
plt.title("從11歲到30歲每年交的女朋友的數量", fontproperties="SimSun")
# 繪制網格
plt.grid() # 可以通過alpha參數調整透明度
# 繪圖
plt.plot(x, y)
# 展示
plt.show()
②demo2
假設大家在30歲的時候,根據自己的實際情況,統計出來了你和你同桌各自從11歲到30歲每年交的女(男)朋友的數量如清單a和b
請在一個圖中繪制出該資料的折線圖,以便比較自己和同桌20年間的差異,同時分析每年交女(男)朋友的數量走勢
a = [1,0,1,1,2,4,3,2,3,4,4,5,6,5,4,3,3,1,1,1]
b = [1,0,3,1,2,2,3,3,2,1 ,2,1,1,1,1,1,1,1,1,1]
要求:
y軸表示個數
x軸表示歲數,比如11歲,12歲等
"""
假設大家在30歲的時候,根據自己的實際情況,統計出來了你和你同桌各自從11歲到30歲每年交的女(男)朋友的數量如清單a和b
請在一個圖中繪制出該資料的折線圖,以便比較自己和同桌20年間的差異,同時分析每年交女(男)朋友的數量走勢
a = [1,0,1,1,2,4,3,2,3,4,4,5,6,5,4,3,3,1,1,1]
b = [1,0,3,1,2,2,3,3,2,1 ,2,1,1,1,1,1,1,1,1,1]
要求:
y軸表示個數
x軸表示歲數,比如11歲,12歲等
"""
import matplotlib.pyplot as plt
x = range(11, 31)
y1 = [1, 0, 1, 1, 2, 4, 3, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 5, 4, 3, 3, 1, 1, 1]
y2 = [1, 0, 3, 1, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]
# 設定圖檔大小
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)
# 調整x軸
_xtick_label = ["{}歲".format(i) for i in range(11, 31)]
plt.xticks(list(x)[::1], _xtick_label[::1], fontproperties="SimSun")
plt.xlabel("歲數", fontproperties="SimSun")
# 調整y軸
plt.yticks(range(min(y1), max(y1)+1))
plt.ylabel("個數", fontproperties="SimSun")
# 添加表格
plt.grid(alpha=0.4) # alpha為透明度
# 添加繪圖的總資訊
plt.title("從11歲到30歲每年交的女朋友的數量", fontproperties="SimSun")
# 繪圖
# 記錄一些風格 color顔色， linestyle線條風格， linewidth線條粗細
plt.plot(x, y1, label="me")
plt.plot(x, y2, label="deskmate")
# 添加圖例
plt.legend()
# 展示
plt.show()