Python进阶第三方库之Matplotlib
应用Matplotlib的基本功能实现图形显示
应用Matplotlib实现多图显示
应用Matplotlib实现不同画图种类
1、什么是Matplotlib
是专门用于开发2D图表(包括3D图表)
以渐进、交互式方式实现数据可视化
2、为什么要学习Matplotlib
可视化是在整个数据挖掘的关键辅助工具，可以清晰的理解数据，从而调整我们的分析方法。
能将数据进行可视化,更直观的呈现
使数据更加客观、更具说服力
例如下面两个图为数字展示和图形展示：
3、实现一个简单的Matplotlib画图 — 以折线图为例
3.1 matplotlib.pyplot模块
46matplotlib.pytplot包含了一系列类似于matlab的画图函数。
import matplotlib.pyplot as plt
3.2 图形绘制流程：
1.创建画布 -- plt.figure()
plt.figure(figsize=(), dpi=)
figsize:指定图的长宽
dpi:图像的清晰度
返回fig对象
2.绘制图像 -- plt.plot(x, y)
以折线图为例
3.显示图像 -- plt.show()
3.3 折线图绘制与显示
举例：展现上海一周的天气,比如从星期一到星期日的天气温度如下
import matplotlib.pyplot as plt
# 1.创建画布
plt.figure(figsize=(10, 10), dpi=100)
# 2.绘制折线图
plt.plot([1, 2, 3, 4, 5, 6 ,7], [17,17,18,15,11,11,13])
# 3.显示图像
plt.show()
4、基础绘图功能 — 以折线图为例
准备数据并画出初始折线图
import matplotlib.pyplot as plt
import random
# 画出温度变化图
# 0.准备x, y坐标的数据
x = range(60)
y_shanghai = [random.uniform(15, 18) for i in x]
# 1.创建画布
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)
# 2.绘制折线图
plt.plot(x, y_shanghai)
# 3.显示图像
plt.show()
添加自定义x,y刻度
plt.xticks(x, **kwargs)
x:要显示的刻度值
plt.yticks(y, **kwargs)
y:要显示的刻度值
# 增加以下两行代码
# 构造x轴刻度标签
x_ticks_label = ["11点{}分".format(i) for i in x]
# 构造y轴刻度
y_ticks = range(40)
# 修改x,y轴坐标的刻度显示
plt.xticks(x[::5], x_ticks_label[::5])
plt.yticks(y_ticks[::5])
中文显示问题解决
解决方案一：
下载中文字体（黑体，看准系统版本）
步骤一：下载 SimHei 字体（或者其他的支持中文显示的字体也行）
步骤二：安装字体
linux下：拷贝字体到 usr/share/fonts 下：
sudo cp ~/SimHei.ttf /usr/share/fonts/SimHei.ttf
windows和mac下：双击安装
步骤三：删除~/.matplotlib中的缓存文件
cd ~/.matplotlib
rm -r *
步骤四：修改配置文件matplotlibrc
vi ~/.matplotlib/matplotlibrc
将文件内容修改为：
font.family : sans-serif
font.sans-serif : SimHei
axes.unicode_minus : False
解决方案二：
在Python脚本中动态设置matplotlibrc,这样也可以避免由于更改配置文件而造成的麻烦，具体代码如下：
from pylab import mpl
# 设置显示中文字体
mpl.rcParams["font.sans-serif"] = ["SimHei"]
有时候，字体更改后，会导致坐标轴中的部分字符无法正常显示，此时需要更改axes.unicode_minus参数：
# 设置正常显示符号
mpl.rcParams["axes.unicode_minus"] = False
添加网格显示
为了更加清楚地观察图形对应的值
plt.grid(True, linestyle='--', alpha=0.5)
添加描述信息
添加x轴、y轴描述信息及标题
通过fontsize参数可以修改图像中字体的大小
plt.xlabel("时间")
plt.ylabel("温度")
plt.title("中午11点0分到12点之间的温度变化图示", fontsize=20)
图像保存
# 保存图片到指定路径
plt.savefig("test.png")
注意：plt.show()会释放figure资源，如果在显示图像之后保存图片将只能保存空图片。
完整代码：
import matplotlib.pyplot as plt
import random
from pylab import mpl
# 设置显示中文字体
mpl.rcParams["font.sans-serif"] = ["SimHei"]
# 设置正常显示符号
mpl.rcParams["axes.unicode_minus"] = False
# 0.准备数据
x = range(60)
y_shanghai = [random.uniform(15, 18) for i in x]
# 1.创建画布
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=100)
# 2.绘制图像
plt.plot(x, y_shanghai)
# 2.1 添加x,y轴刻度
# 构造x,y轴刻度标签
x_ticks_label = ["11点{}分".format(i) for i in x]
y_ticks = range(40)
# 刻度显示
plt.xticks(x[::5], x_ticks_label[::5])
plt.yticks(y_ticks[::5])
# 2.2 添加网格显示
plt.grid(True, linestyle="--", alpha=0.5)
# 2.3 添加描述信息
plt.xlabel("时间")
plt.ylabel("温度")
plt.title("中午11点--12点某城市温度变化图", fontsize=20)
# 2.4 图像保存
plt.savefig("./test.png")
# 3.图像显示
plt.show()
5、在一个坐标系中绘制多个图像
多次plot
需求：再添加一个城市的温度变化
收集到北京当天温度变化情况，温度在1度到3度。怎么去添加另一个在同一坐标系当中的不同图形，其实很简单只需要再次plot即可，但是需
要区分线条，如下显示。
# 增加北京的温度数据
y_beijing = [random.uniform(1, 3) for i in x]
# 绘制折线图
plt.plot(x, y_shanghai)
# 使用多次plot可以画多个折线
plt.plot(x, y_beijing, color='r', linestyle='--')
显示图例
注意：如果只在plt.plot()中设置label还不能最终显示出图例，还需要通过plt.legend()将图例显示出来。
# 绘制折线图
plt.plot(x, y_shanghai, label="上海")
# 使用多次plot可以画多个折线
plt.plot(x, y_beijing, color='r', linestyle='--', label="北京")
# 显示图例
plt.legend(loc="best")
完整代码：
# 0.准备数据
x = range(60)
y_shanghai = [random.uniform(15, 18) for i in x]
y_beijing = [random.uniform(1,3) for i in x]
# 1.创建画布
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=100)
# 2.绘制图像
plt.plot(x, y_shanghai, label="上海")
plt.plot(x, y_beijing, color="r", linestyle="--", label="北京")
# 2.1 添加x,y轴刻度
# 构造x,y轴刻度标签
x_ticks_label = ["11点{}分".format(i) for i in x]
y_ticks = range(40)
# 刻度显示
plt.xticks(x[::5], x_ticks_label[::5])
plt.yticks(y_ticks[::5])
# 2.2 添加网格显示
plt.grid(True, linestyle="--", alpha=0.5)
# 2.3 添加描述信息
plt.xlabel("时间")
plt.ylabel("温度")
plt.title("中午11点--12点某城市温度变化图", fontsize=20)
# 2.4 图像保存
plt.savefig("./test.png")
# 2.5 添加图例
plt.legend(loc=0)
# 3.图像显示
plt.show()