Python?數(shù)據(jù)可視化超詳細(xì)講解折線圖的實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2022年03月17日 11:56:48 作者：hacker707

數(shù)據(jù)可以幫助我們描述這個(gè)世界、闡釋自己的想法和展示自己的成果，但如果只有單調(diào)乏味的文本和數(shù)字，我們卻往往能難抓住觀眾的眼球。而很多時(shí)候，一張漂亮的可視化圖表就足以勝過千言萬語，讓我們來用Python實(shí)現(xiàn)一個(gè)可視化的折線圖

繪制簡單的折線圖

?在使用matplotlib繪制簡單的折線圖之前首先需要安裝matplotlib，直接在pycharm終端pip install matplotlib即可

?使用matplotlib繪制簡單的折線圖，再對其進(jìn)行定制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化操作

import matplotlib.pyplot as plt  # 導(dǎo)入pyplot模塊并設(shè)置別名為plt

squares = [1, 4, 9, 16, 25]
plt.plot(squares)
plt.show()  # 打開matplotib查看器，并顯示繪制的圖形

運(yùn)行結(jié)果如下：

修改標(biāo)簽文字和線條粗細(xì)

上圖所示的圖形表示的數(shù)字越來越大，但標(biāo)簽文字太小，線條太細(xì)，不方便觀察，這時(shí)就需要調(diào)整一下增加圖形的可讀性

import matplotlib.pyplot as plt  # 導(dǎo)入pyplot模塊并設(shè)置別名為plt

squares = [1, 4, 9, 16, 25]
plt.plot(squares, linewidth=5)  # 函數(shù)linewidth設(shè)置繪制線條的粗細(xì)
# 設(shè)置圖表標(biāo)題，并給坐標(biāo)軸加上標(biāo)簽
plt.title('Square number', fontsize=24)
plt.xlabel('Value', fontsize=14)
plt.ylabel('Square of Value', fontsize=14)
# 設(shè)置刻度標(biāo)記的大小
plt.tick_params(axis='both', labelsize=14)
plt.show()  # 打開matplotib查看器，并顯示繪制的圖形

效果如下：

校正圖形

圖形更容易閱讀了，但我們發(fā)現(xiàn)沒有正確的繪制數(shù)據(jù)，折線圖的終點(diǎn)指出4的平方為25！

向plot()提供一系列數(shù)字時(shí)，它假設(shè)第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對應(yīng)的x坐標(biāo)值為0，但我們的第一個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的x值為1。為改變這種默認(rèn)行為，我們可以給plot同時(shí)提供輸入值和輸出值。

import matplotlib.pyplot as plt  # 導(dǎo)入pyplot模塊并設(shè)置別名為plt

input_value = [1, 2, 3, 4, 5]
squares = [1, 4, 9, 16, 25]   
plt.plot(input_value, squares, linewidth=5)  # 函數(shù)linewidth設(shè)置繪制線條的粗細(xì)
# 設(shè)置圖表標(biāo)題，并給坐標(biāo)軸加上標(biāo)簽
plt.title('Square number', fontsize=24)
plt.xlabel('Value', fontsize=14)
plt.ylabel('Square of Value', fontsize=14)
# 設(shè)置刻度標(biāo)記的大小
plt.tick_params(axis='both', labelsize=14)
plt.show()  # 打開matplotib查看器，并顯示繪制的圖形

效果如下：

現(xiàn)在plot()成功繪制數(shù)據(jù)，因?yàn)槲覀兺瑫r(shí)提供了輸入值和輸出值。使用plot()時(shí)可指定各種實(shí)參，還可使用眾多函數(shù)對圖像進(jìn)行定制

使用scatter()繪制散點(diǎn)圖并設(shè)置其格式

有時(shí)候需要繪制散點(diǎn)圖并設(shè)置各個(gè)數(shù)據(jù)的格式。例如：你可能想以一種顏色顯示較小的值，用一種顏色顯示較大的值。繪制大型數(shù)據(jù)集時(shí)，你還可以對每個(gè)點(diǎn)都設(shè)置同樣的格式，再使用不同的樣式選項(xiàng)重新繪制某個(gè)點(diǎn)，以突出它們 ?要繪制單個(gè)點(diǎn)，可使用函數(shù)scatter()，并向它傳遞一對x,y坐標(biāo)，它將在指定繪制繪制一個(gè)點(diǎn)

import matplotlib.pyplot as plt

plt.scatter(2, 4)  # 向scatter函數(shù)傳遞一對x,y坐標(biāo)
plt.show()  # 打開matplotib查看器，并顯示繪制的圖形

效果如下：

下面來設(shè)置輸出的樣式，使其更有趣：添加標(biāo)題，給坐標(biāo)軸加上標(biāo)簽，并設(shè)置文本格式

import matplotlib.pyplot as plt

plt.scatter(2, 4, s=200)  # 向scatter函數(shù)傳遞一對x,y坐標(biāo)
# 設(shè)置圖表標(biāo)題，并給坐標(biāo)軸加上標(biāo)簽
plt.title('Square number', fontsize=24)
plt.xlabel('Value', fontsize=14)
plt.ylabel('Square of Value', fontsize=14)
# 設(shè)置刻度標(biāo)記的大小
plt.tick_params(axis='both', which='major', labelsize=14)
plt.show()  # 打開matplotib查看器，并顯示繪制的圖形

效果如下：

使用scatter()繪制一系列點(diǎn)

import matplotlib.pyplot as plt

x_values = [1, 2, 3, 4, 5]
y_values = [1, 4, 9, 16, 25]
plt.scatter(x_values, y_values, s=100)  # 向scatter函數(shù)傳遞一對x,y坐標(biāo)
# 設(shè)置圖表標(biāo)題，并給坐標(biāo)軸加上標(biāo)簽
plt.title('Square number', fontsize=24)
plt.xlabel('Value', fontsize=14)
plt.ylabel('Square of Value', fontsize=14)
# 設(shè)置刻度標(biāo)記的大小
plt.tick_params(axis='both', which='major', labelsize=14)
plt.show()  # 打開matplotib查看器，并顯示繪制的圖形

效果如下：

自動計(jì)算數(shù)據(jù)

手動計(jì)算列表包含的值很麻煩，可以利用python中的循環(huán)來解決，下面是繪制1000個(gè)點(diǎn)的范例：

import matplotlib.pyplot as plt

x_values = list(range(1, 1001))
y_values = [x ** 2 for x in x_values]
plt.scatter(x_values, y_values, s=10)  # 向scatter函數(shù)傳遞一對x,y坐標(biāo)
# 設(shè)置圖表標(biāo)題，并給坐標(biāo)軸加上標(biāo)簽
plt.title('Square number', fontsize=24)
plt.xlabel('Value', fontsize=14)
plt.ylabel('Square of Value', fontsize=14)
# 設(shè)置刻度標(biāo)記的大小
plt.tick_params(axis='both', which='major', labelsize=14)
# 設(shè)置每個(gè)坐標(biāo)軸的取值范圍
plt.axis([0, 1100, 0, 1100000])
plt.show()  # 打開matplotib查看器，并顯示繪制的圖形

?這里需要注意函數(shù)axis需要傳入四個(gè)值，x,y坐標(biāo)的最小值，最大值效果如下：

刪除數(shù)據(jù)點(diǎn)的輪廓

要刪除數(shù)據(jù)點(diǎn)的輪廓，可在調(diào)用scatter()時(shí)傳遞實(shí)參edgecolor=‘none’

plt.scatter(x_values, y_values, edgecolors='none', s=10)

import matplotlib.pyplot as plt

x_values = list(range(1, 1001))
y_values = [x ** 2 for x in x_values]
plt.scatter(x_values, y_values, edgecolors='none', s=10)  # 向scatter函數(shù)傳遞一對x,y坐標(biāo)
# 設(shè)置圖表標(biāo)題，并給坐標(biāo)軸加上標(biāo)簽
plt.title('Square number', fontsize=24)
plt.xlabel('Value', fontsize=14)
plt.ylabel('Square of Value', fontsize=14)
# 設(shè)置刻度標(biāo)記的大小
plt.tick_params(axis='both', which='major', labelsize=14)
# 設(shè)置每個(gè)坐標(biāo)軸的取值范圍
plt.axis([0, 1100, 0, 1100000])
plt.show()  # 打開matplotib查看器，并顯示繪制的圖形

效果如下：

自定義顏色

要修改數(shù)據(jù)點(diǎn)的顏色，可向scatter()傳遞參數(shù)c,并將其設(shè)置要使用的顏色的名稱

plt.scatter(x_values, y_values, c='red',edgecolors='none', s=10)

import matplotlib.pyplot as plt

x_values = list(range(1, 1001))
y_values = [x ** 2 for x in x_values]
plt.scatter(x_values, y_values, c='red',edgecolors='none', s=10)  # 向scatter函數(shù)傳遞一對x,y坐標(biāo)
# 設(shè)置圖表標(biāo)題，并給坐標(biāo)軸加上標(biāo)簽
plt.title('Square number', fontsize=24)
plt.xlabel('Value', fontsize=14)
plt.ylabel('Square of Value', fontsize=14)
# 設(shè)置刻度標(biāo)記的大小
plt.tick_params(axis='both', which='major', labelsize=14)
# 設(shè)置每個(gè)坐標(biāo)軸的取值范圍
plt.axis([0, 1100, 0, 1100000])
plt.show()  # 打開matplotib查看器，并顯示繪制的圖形

效果如下：

使用顏色映射

顏色映射(colormap)是一系列顏色，它們從顏色漸變到結(jié)束顏色。在可視化中，顏色映射用于突出數(shù)據(jù)的規(guī)律，例如，你可能用較淺的顏色顯示較小的值，并使用較深的顏色顯示較大的值

import matplotlib.pyplot as plt

x_values = list(range(1, 1001))
y_values = [x ** 2 for x in x_values]
# 將c設(shè)置為y值列表，使用參數(shù)cmap告訴pyplot使用哪個(gè)顏色映射
plt.scatter(x_values, y_values, c=y_values, cmap=plt.cm.Blues, edgecolors='none', s=10)  # 向scatter函數(shù)傳遞一對x,y坐標(biāo)
# 設(shè)置圖表標(biāo)題，并給坐標(biāo)軸加上標(biāo)簽
plt.title('Square number', fontsize=24)
plt.xlabel('Value', fontsize=14)
plt.ylabel('Square of Value', fontsize=14)
# 設(shè)置刻度標(biāo)記的大小
plt.tick_params(axis='both', which='major', labelsize=14)
# 設(shè)置每個(gè)坐標(biāo)軸的取值范圍
plt.axis([0, 1100, 0, 1100000])
plt.show()  # 打開matplotib查看器，并顯示繪制的圖形

自動保存圖表

要讓程序自動將圖表保存到文件中，可將對plt.show()的調(diào)用替換為對plt.sacefig()的調(diào)用

plt.savefig('squares.png',bbox_inches='tight')

第一個(gè)實(shí)參指定要以什么樣的文件名保存圖表，第二個(gè)實(shí)參指定將圖表多余的空白區(qū)域裁剪（如果要保留，可省略這個(gè)實(shí)參）

import matplotlib.pyplot as plt

x_values = list(range(1, 1001))
y_values = [x ** 2 for x in x_values]
# 將c設(shè)置為y值列表，使用參數(shù)cmap告訴pyplot使用哪個(gè)顏色映射
plt.scatter(x_values, y_values, c=y_values, cmap=plt.cm.Blues, edgecolors='none', s=10)  # 向scatter函數(shù)傳遞一對x,y坐標(biāo)
# 設(shè)置圖表標(biāo)題，并給坐標(biāo)軸加上標(biāo)簽
plt.title('Square number', fontsize=24)
plt.xlabel('Value', fontsize=14)
plt.ylabel('Square of Value', fontsize=14)
# 設(shè)置刻度標(biāo)記的大小
plt.tick_params(axis='both', which='major', labelsize=14)
# 設(shè)置每個(gè)坐標(biāo)軸的取值范圍
plt.axis([0, 1100, 0, 1100000])
plt.savefig('squares.png',bbox_inches='tight')
plt.show()  # 打開matplotib查看器，并顯示繪制的圖形

保存效果如下：