Python matplotlib繪制圖形實例(包括點,曲線,注釋和箭頭)
Python的matplotlib模塊繪制圖形功能很強大,今天就用pyplot繪制一個簡單的圖形,圖形中包括曲線、曲線上的點、注釋和指向點的箭頭。
1. 結(jié)果預(yù)覽:
2. 代碼如下:
from matplotlib import pyplot as plt import numpy as np # 繪制曲線 x = np.linspace(2, 21, 20) # 取閉區(qū)間[2, 21]之間的等差數(shù)列,列表長度20 y = np.log10(x) + 0.5 plt.figure() # 添加一個窗口。如果只顯示一個窗口,可以省略該句。 plt.plot(x, y) # plot在一個figure窗口中添加一個圖,繪制曲線,默認顏色 # 繪制離散點 plt.plot(x, y, '.y') # 繪制黃色的點,為了和曲線顏色不一樣 x0, y0 = 15, np.log10(15) + 0.5 plt.annotate('Interpolation point', xy=(x0, y0), xytext=(x0, y0 - 1), arrowprops=dict(arrowstyle='->')) # 添加注釋 for x0, y0 in zip(x, y): plt.quiver(x0, y0 - 0.3, 0, 1, color='g', width=0.005) # 繪制箭頭 x = range(2, 21, 5) y = np.log10(x) + 0.5 plt.plot(x, y, 'om') # 繪制紫紅色的圓形的點 x0, y0 = 7, np.log10(7) + 0.5 plt.annotate('Original point', xy=(x0, y0), xytext=(x0, y0 - 1), arrowprops=dict(arrowstyle='->')) for x0, y0 in zip(x, y): plt.quiver(x0, y0 + 0.3, 0, -1, color='g', width=0.005) # 繪制箭頭 # 設(shè)置坐標范圍 plt.xlim(2, 21) # 設(shè)置x軸范圍 plt.xticks(range(0, 23, 2)) # 設(shè)置X軸坐標點的值,為[0, 22]之間的以2為差值的等差數(shù)組 plt.ylim(0, 3) # 設(shè)置y軸范圍 # 顯示圖形 plt.show() # 顯示繪制出的圖
3. 解析
1)導(dǎo)入matplotlib模塊的pyplot類,這里主要用了pyplot里的一些方法。導(dǎo)入numpy用于生成一些數(shù)列。分別給pyplot和numpy記個簡潔的別名plt和np,方便使用。
2)np.linspace(start, stop, num),可生成閉區(qū)間[stop, stop]里的數(shù)組長度為num的等差數(shù)列。本例子中想作為插值點顯示出來。
3)plt.figure()用于添加窗口。如果把所有圖形繪制在一個窗口里,該句可以省略,因為figure(1)會被默認創(chuàng)建。
如果想添加窗口,就再添加一句plt.figure(),plt.figure(num)的窗口序號num自動自增。
4)plt.plot()向窗口里繪制曲線,傳遞x, y參數(shù),分別為橫軸和縱軸。
本例中所有圖形繪制在一個繪圖區(qū)域里。如果想添加2個繪圖區(qū)域呢?如下列代碼:
x = np.linspace(2, 21, 20) y1 = np.log10(x) + 0.5 y2 = np.log10(x) + 1 plt.subplot(211) plt.plot(x, y1) plt.subplot(212) plt.plot(x, y2) plt.show()
plt.subplot(rows, cols, figurenum)添加子繪圖區(qū)域,參數(shù)分別為:把窗口劃分為rows行cols列繪圖區(qū)域,figurenum表示第幾個繪圖區(qū)域。plt.subplot(211)=plt.subplot(2, 1, 1),繪圖區(qū)域數(shù)小于10時可省略逗號。創(chuàng)建的圖形為:
5) plt.plot(x, y, '.y') # 多寫該句為了顯示點和曲線的顏色不一樣。'.y'表示只把繪制曲線的點表示出來,顏色為黃色。
6)plt.annotate(s, xy, xytext) # 添加注釋,除s、xy外其余還有若干可選參數(shù)。
s:注釋文本,
xy:指定要注釋的(x,y)坐標點,
xytext:可選,指定要放置文本的(x,y)坐標點。如果沒有,則默認為xy注釋點。
arrowprops:可選,字典形式,用于在xy坐標和xytext間繪制一個指定形狀的箭頭,本例中指定一個'->'類型的箭頭,箭頭頭部寬和高為0.2/0.4。
7)plt.quiver(X, Y, U, V, C, **kw) # 繪制一個二維的箭頭,X, Y, C可以缺失。
X, Y:箭頭的位置,
U, V:表示箭頭的方向,
C:設(shè)置箭頭的顏色,
**kw里還有一系列參數(shù)可以設(shè)置,包括單位、箭頭角度、箭頭的頭部寬高設(shè)置等,這里設(shè)置了顏色color和箭頭的軸寬度width。
如果設(shè)置了C,再設(shè)置color將不生效。
有C為啥還有color可選設(shè)置呢?疑問暫留,沒找到結(jié)果。
8)plt.xlim(min, max) / plt.ylim(min, max) 設(shè)置x軸/y軸的范圍。
9)plt.xticks() 設(shè)置x軸坐標點的值。如果plt.xlim和plt.xticks設(shè)置的范圍不一致,怎么顯示?以最后設(shè)置的范圍為準。
10)plt.show() # 最后調(diào)用此句,顯示出繪制的圖形。
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