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Python可視化工具M(jìn)atplotlib的20種圖表用法

 更新時(shí)間:2025年05月13日 09:48:23   作者:花小姐的春天  
matplotlib是一個(gè)用于創(chuàng)建出版質(zhì)量圖表的桌面繪圖包(主要是2D方面),如果結(jié)合使用一種GUI工具包(如IPython),matplotlib還具有諸如縮放和平移等交互功能,本文給大家總結(jié)Python?Matplotlib的20種最常見圖表玩法,需要的朋友可以參考下

總結(jié)了20種最實(shí)用的Python圖表,做數(shù)據(jù)可視化不用再抓狂了

今天咱不聊雞湯、不講情懷,直接開整!花姐帶你沉浸式體驗(yàn) Python 可視化神器——Matplotlib的20種最常見圖表玩法。

不管你是數(shù)據(jù)分析,機(jī)器學(xué)習(xí),還是做周報(bào)、寫PPT,只要掌握了這些圖形,絕對(duì)是質(zhì)的飛躍!

接下來,準(zhǔn)備好你的 IDE,我們一個(gè)個(gè)上手敲起來!

注:要想Matplotlib支持中文!代碼跑之前記得加上這一行解決中文亂碼問題:

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

如何你還沒有安裝matplotlib請(qǐng)打開你的終端(Terminal)或者命令行(cmd),直接敲:

pip install matplotlib

回車,喝口水,等一會(huì)兒,它自己就裝好了。

1. 折線圖(Line Chart)

常用于趨勢(shì)變化,比如氣溫、股價(jià)、KPI變化啥的。

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [3, 5, 7, 6, 9]

plt.plot(x, y, marker='o')
plt.title('每日訪問量變化')
plt.xlabel('日期')
plt.ylabel('訪問量')
plt.grid(True)
plt.show()

2. 條形圖(Bar Chart)

橫著比數(shù)據(jù),適合分類比較。

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

categories = ['小紅', '小明', '小剛', '小美']
scores = [90, 80, 75, 88]

plt.bar(categories, scores, color='skyblue')
plt.title('四人考試成績(jī)對(duì)比')
plt.show()

3. 直方圖(Histogram)

適合看數(shù)據(jù)分布,比如工資分布、身高、體重這些。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

data = np.random.normal(170, 10, 200)

plt.hist(data, bins=20, color='orange', edgecolor='black')
plt.title('身高分布圖')
plt.xlabel('身高')
plt.ylabel('人數(shù)')
plt.show()

4. 散點(diǎn)圖(Scatter Plot)

兩個(gè)變量之間的關(guān)系,看是否相關(guān)。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

x = np.random.rand(100)
y = x + np.random.normal(0, 0.1, 100)

plt.scatter(x, y)
plt.title('學(xué)習(xí)時(shí)間 vs 成績(jī)')
plt.xlabel('學(xué)習(xí)時(shí)間')
plt.ylabel('成績(jī)')
plt.show()

5. 餅圖(Pie Chart)

占比圖!讓老板看誰吃的預(yù)算多

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

labels = ['廣告', '運(yùn)營', '人力', '技術(shù)']
sizes = [30, 20, 10, 40]

plt.pie(sizes, labels=labels, autopct='%1.1f%%', startangle=140)
plt.title('部門預(yù)算占比')
plt.axis('equal')
plt.show()

6. 面積圖(Area Chart)

比折線圖多了一點(diǎn)“填充感”,也更直觀。

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

x = range(1, 6)
y = [1, 3, 4, 8, 12]

plt.fill_between(x, y, color="lightgreen")
plt.plot(x, y, color="green")
plt.title('用戶增長趨勢(shì)')
plt.show()

7. 箱線圖(Box Plot)

統(tǒng)計(jì)分析必備,幫你看離群值、上下四分位這些。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

data = [np.random.normal(50, std, 100) for std in (5, 10, 20)]

plt.boxplot(data, patch_artist=True)
plt.title('三組數(shù)據(jù)分布對(duì)比')
plt.show()

8. 熱力圖(Heatmap)

用顏色來表現(xiàn)數(shù)值大小,強(qiáng)烈推薦結(jié)合seaborn!

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import seaborn as sns

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

data = np.random.rand(6, 6)
sns.heatmap(data, annot=True)
plt.title('熱力圖示例')
plt.show()

9. 雷達(dá)圖(Radar Chart)

多維指標(biāo)一圖展示,簡(jiǎn)歷必備,別說我沒告訴你

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

labels = ['溝通', '編碼', '學(xué)習(xí)', '抗壓', '責(zé)任心']
stats = [8, 9, 7, 6, 8]

angles = np.linspace(0, 2*np.pi, len(labels), endpoint=False).tolist()
stats += stats[:1]
angles += angles[:1]

fig, ax = plt.subplots(subplot_kw={'polar': True})
ax.plot(angles, stats, 'o-', linewidth=2)
ax.fill(angles, stats, alpha=0.25)
ax.set_thetagrids(np.degrees(angles[:-1]), labels)
plt.title('我的技能雷達(dá)圖')
plt.show()

10. 極坐標(biāo)圖(Polar Chart)

散點(diǎn)+極坐標(biāo),視覺沖擊感超強(qiáng)。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

r = np.linspace(0, 1, 100)
theta = 2 * np.pi * r

plt.polar(theta, r)
plt.title('極坐標(biāo)示例')
plt.show()

11. 雙軸圖(Dual Axis)

兩個(gè)Y軸,兩個(gè)變量共用一個(gè)X軸,超實(shí)用。

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

# 數(shù)據(jù)
months = ['1月','2月','3月','4月','5月','6月','7月','8月','9月','10月','11月','12月']
sales = [120, 150, 200, 180, 220, 260, 240, 300, 320, 310, 400, 500]
new_users = [3500, 3800, 4200, 4000, 5000, 5200, 4800, 6000, 6300, 6200, 7500, 8000]

fig, ax1 = plt.subplots(figsize=(10,6))

# 左軸:銷售額
color = 'tab:blue'
ax1.set_xlabel('月份')
ax1.set_ylabel('銷售額(萬元)', color=color)
ax1.plot(months, sales, color=color, marker='o', label='銷售額')
ax1.tick_params(axis='y', labelcolor=color)

# 右軸:新注冊(cè)用戶
ax2 = ax1.twinx()
color = 'tab:red'
ax2.set_ylabel('新注冊(cè)用戶(人)', color=color)
ax2.plot(months, new_users, color=color, marker='s', linestyle='--', label='新注冊(cè)用戶')
ax2.tick_params(axis='y', labelcolor=color)

plt.title('某電商平臺(tái)2024年月度銷售額與新注冊(cè)用戶')
ax1.grid(True)

plt.show()

12. 折線圖+散點(diǎn)圖混搭(Line + Scatter)

增強(qiáng)折線圖表達(dá)力的小技巧!

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

# 折線數(shù)據(jù)
months = ['1月','2月','3月','4月','5月','6月','7月','8月','9月','10月','11月','12月']
avg_price = [18500, 18700, 19000, 18800, 19200, 19400, 19500, 19800, 20000, 20200, 20500, 21000]

# 散點(diǎn)數(shù)據(jù)
special_months = ['3月', '6月', '8月', '11月']
special_price = [21000, 22000, 23000, 25000]

fig, ax = plt.subplots(figsize=(10,6))

# 畫折線圖
ax.plot(months, avg_price, color='blue', marker='o', label='平均房?jī)r(jià)(元/㎡)')

# 畫散點(diǎn)圖
ax.scatter(special_months, special_price, color='red', s=100, marker='*', label='特殊成交(元/㎡)')

plt.title('2024年某小區(qū)月均房?jī)r(jià)及特殊成交記錄')
plt.xlabel('月份')
plt.ylabel('價(jià)格(元/㎡)')
plt.legend()
plt.grid(True)

plt.show()

13. 階梯圖(Step Plot)

適合描述“突變”的情況,比如電費(fèi)、分段計(jì)價(jià)那種。

import matplotlib.pyplot as plt
from datetime import datetime
import matplotlib.dates as mdates

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

# 數(shù)據(jù)
dates = ['2023-10-01', '2023-10-02', '2023-10-03', 
         '2023-10-04', '2023-10-05', '2023-10-06', '2023-10-07']
temperatures = [22, 23, 20, 19, 18, 20, 21]

# 轉(zhuǎn)換日期格式
dates = [datetime.strptime(d, '%Y-%m-%d') for d in dates]

# 創(chuàng)建圖表
plt.figure(figsize=(10, 6))

# 繪制階梯圖(post樣式的階梯變化)
plt.step(
    dates,
    temperatures,
    where='post',    # 階梯在數(shù)據(jù)點(diǎn)后變化
    color='#E64A45', # 中國紅配色
    linewidth=2.5,
    marker='o',      # 添加數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)記
    markersize=8,
    markerfacecolor='white',
    markeredgewidth=2,
    label='每日最高氣溫'
)

# 添加標(biāo)題和標(biāo)簽
plt.title('北京市國慶期間氣溫變化(2024年10月1-7日)', fontsize=14, pad=20)
plt.xlabel('日期', fontsize=12)
plt.ylabel('溫度 (°C)', fontsize=12)

# 配置坐標(biāo)軸
plt.gca().xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%m/%d'))
plt.gca().xaxis.set_major_locator(mdates.DayLocator())
plt.xticks(rotation=30)
plt.ylim(15, 25)

# 添加輔助元素
plt.grid(axis='y', linestyle='--', alpha=0.7)
plt.tight_layout()
plt.legend(loc='upper left', frameon=False)

plt.show()

14. 餅圖 + 中心洞(環(huán)形圖)

視覺更舒服,直接用wedgeprops搞定。

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

# 數(shù)據(jù)
categories = [
    '煤炭', 
    '石油', 
    '天然氣', 
    '可再生能源\n(水電/風(fēng)電/光伏)'
]
percentages = [56.2, 18.5, 9.4, 15.9]
colors = [
    '#6D8698',  # 灰藍(lán)(煤炭)
    '#BE7352',  # 棕褐(石油)
    '#8FA6A2',  # 青灰(天然氣)
    '#8FB3B0'   # 淺綠(可再生能源)
]

# 創(chuàng)建帶中心洞的環(huán)形圖
fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 8))
wedges, texts, autotexts = ax.pie(
    percentages,
    wedgeprops={
        'width': 0.5,          # 環(huán)寬=半徑的50%
        'edgecolor': 'white',  # 白色分割線
        'linewidth': 1.5       # 分割線粗細(xì)
    },
    colors=colors,
    startangle=90,           # 起始角度(12點(diǎn)方向)
    autopct='%1.1f%%',       # 百分比格式
    pctdistance=0.85         # 百分比標(biāo)簽位置(0.85倍半徑)
)

# 設(shè)置百分比標(biāo)簽樣式
for autotext in autotexts:
    autotext.set_color('white')
    autotext.set_fontsize(10)
    autotext.set_weight('bold')

# 添加中心標(biāo)題
ax.text(
    0, 0, 
    'XX國能源結(jié)構(gòu)\n2024',
    ha='center', 
    va='center',
    fontsize=16,
    fontweight='bold',
    color='#2F4F4F'
)

# 添加圖例(帶透明度效果)
legend = ax.legend(
    wedges,
    categories,
    title="能源類型",
    loc="center left",
    bbox_to_anchor=(1, 0, 0.5, 1),
    frameon=False,
    labelspacing=1.2
)
legend.get_title().set_fontweight('bold')

# 設(shè)置長寬比保證正圓形
ax.axis('equal')  

plt.tight_layout()
plt.show()

15. 誤差線圖(Error Bar)

實(shí)驗(yàn)、分析場(chǎng)景常用。

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文

# 數(shù)據(jù) (單位:萬輛)
quarters = ['Q1', 'Q2', 'Q3', 'Q4']
avg_sales = [158.6, 173.2, 204.6, 227.4]  # 季度平均銷量
std_dev = [8.2, 9.5, 11.3, 13.1]          # 各季度銷量標(biāo)準(zhǔn)差

# 創(chuàng)建帶誤差線的散點(diǎn)圖
plt.figure(figsize=(10, 6))

# 主繪圖語句
main_line = plt.errorbar(
    x=quarters,
    y=avg_sales,
    yerr=std_dev,           # 誤差線數(shù)據(jù)
    fmt='o-',               # 點(diǎn)線組合
    markersize=10,
    markerfacecolor='#2E86C1',
    markeredgecolor='white',
    elinewidth=2,           # 誤差線粗細(xì)
    ecolor='#E74C3C',       # 誤差線顏色
    capsize=8,              # 誤差線頂端橫杠長度
    linewidth=2.5,
    label='平均銷量 ± 標(biāo)準(zhǔn)差'
)

# 添加數(shù)據(jù)標(biāo)簽
for i, (v, s) in enumerate(zip(avg_sales, std_dev)):
    plt.text(i, v + 15, 
             f'{v}±{s}',
             ha='center', 
             fontsize=10,
             bbox=dict(facecolor='white', alpha=0.8))

# 可視化優(yōu)化
plt.title('2024年中國新能源汽車季度銷量誤差分析', fontsize=14, pad=20)
plt.ylabel('銷量 (萬輛)', labelpad=12)
plt.ylim(120, 260)
plt.grid(axis='y', linestyle='--', alpha=0.6)

# 添加圖例
leg = plt.legend(loc='upper left')
leg.get_frame().set_linewidth(0.0)  # 移除圖例邊框

plt.tight_layout()
plt.show()

16. 等高線圖(Contour Plot)

展示函數(shù)值隨二維變量變化的趨勢(shì)。

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import cm
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 解決負(fù)數(shù)亂碼問題

# 生成地形數(shù)據(jù)(模擬青海湖周邊區(qū)域 20x20公里)
x = np.linspace(-10, 10, 200)
y = np.linspace(-8, 12, 200)
X, Y = np.meshgrid(x, y)

# 高程函數(shù)(包含湖盆與山脈特征)
Z = 3200 + 50*Y - 40*X**2 + 30*np.sin(2*X) + 45*np.exp(-(X**2 + Y**2)/25)

# 創(chuàng)建畫布
plt.figure(figsize=(12, 8))

# 繪制填充等高線
cs = plt.contourf(X, Y, Z, 
                 levels=np.linspace(3100, 3700, 13),
                 cmap=cm.gist_earth,
                 alpha=0.85)

# 繪制等高線
c_lines = plt.contour(X, Y, Z,
                     levels=np.linspace(3100, 3700, 13),
                     colors='black',
                     linewidths=0.6)

# 添加標(biāo)簽
plt.clabel(c_lines, 
          inline=True,
          fontsize=8,
          fmt='%d m')  # 添加高程標(biāo)注

# 添加色標(biāo)
cbar = plt.colorbar(cs)
cbar.set_label('高程(米)', rotation=270, labelpad=20)

# 設(shè)置地形圖元素
plt.title('青海湖周邊地形等高線模擬圖', pad=20, fontsize=14)
plt.xlabel('東西向距離 (公里)')
plt.ylabel('南北向距離 (公里)')
plt.grid(linestyle=':', alpha=0.5)

# 標(biāo)注特征區(qū)域
plt.text(-8, 10, '日月山脈', ha='left', va='center', 
        fontsize=9, color='#8B0000')
plt.annotate('青海湖水域', xy=(-1, 3), xytext=(-9, 5),
            arrowprops=dict(arrowstyle="->", color='navy'),
            fontsize=9, color='#00008B')

plt.tight_layout()
plt.show()

17. 3D 曲面圖(3D Surface)

你沒看錯(cuò),Matplotlib也能畫3D!

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import cm
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 解決負(fù)數(shù)亂碼問題

# 生成真實(shí)地形數(shù)據(jù)(模擬黃石公園44.5°N, 110.5°W區(qū)域)
x = np.linspace(-5, 5, 150)
y = np.linspace(-5, 5, 150)
X, Y = np.meshgrid(x, y)

# 高程函數(shù)(包含火山口與地?zé)釁^(qū)特征)
Z = 2400 + 50*np.exp(-0.3*(X**2 + Y**2)) - 200*np.exp(-0.8*((X+1)**2 + (Y-0.5)**2)) 
Z += 30*np.sin(2*X) * np.cos(3*Y)

# 創(chuàng)建3D畫布
fig = plt.figure(figsize=(14, 10))
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

# 繪制曲面
surf = ax.plot_surface(X, Y, Z, 
                      cmap=cm.terrain,    # 地形專用色標(biāo)
                      rstride=2,         # 行采樣步長
                      cstride=2,         # 列采樣步長
                      alpha=0.95,
                      antialiased=True,
                      linewidth=0.2,
                      edgecolor='#333333')

# 添加色標(biāo)
cbar = fig.colorbar(surf, shrink=0.6, aspect=30)
cbar.set_label('高程 (米)', rotation=270, labelpad=25)

# 設(shè)置觀測(cè)角度
ax.view_init(elev=35, azim=300)  # 35度俯角,300度方位角

# 添加標(biāo)注
ax.set_xlabel('東西向 (公里)', labelpad=12)
ax.set_ylabel('南北向 (公里)', labelpad=12)
ax.set_zlabel('高程', labelpad=12)
ax.set_title('某國家公園地?zé)釁^(qū)3D地形模型', y=0.98, fontsize=14)

# 添加地形特征標(biāo)注
ax.text(-4, -4, 2600, '▲ 火山口', color='#8B0000', fontsize=9)
ax.text(1.5, 0.8, 2250, '地?zé)釃娙獏^(qū)', color='#2F4F4F', fontsize=9)

# 優(yōu)化顯示效果
ax.xaxis.pane.fill = False
ax.yaxis.pane.fill = False
ax.zaxis.pane.fill = False
ax.xaxis._axinfo["grid"].update({"linewidth":0.3, "color" : "#666666"})
ax.yaxis._axinfo["grid"].update({"linewidth":0.3, "color" : "#666666"})
ax.zaxis._axinfo["grid"].update({"linewidth":0.3, "color" : "#666666"})

plt.tight_layout()
plt.show()

18. 氣泡圖(Bubble Plot)

其實(shí)是散點(diǎn)圖加強(qiáng)版,用大小表示變量大小。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 解決負(fù)數(shù)亂碼問題


# 各省份數(shù)據(jù)(GDP單位:萬億元,人口單位:千萬人)
provinces = [
    '廣東', '江蘇', '山東', '浙江', '河南',
    '四川', '湖北', '福建', '湖南', '安徽'
]
gdp = [12.91, 12.29, 8.74, 7.77, 6.13, 
       5.67, 5.37, 5.31, 4.87, 4.50]
population = [126.6, 85.1, 101.6, 65.4, 98.7,
              83.7, 58.3, 41.8, 66.4, 61.3]
per_capita_gdp = [10.2, 14.4, 8.6, 11.9, 6.2,
                  6.8, 9.2, 12.7, 7.3, 7.3]  # 單位:萬元/人

# 創(chuàng)建畫布
plt.figure(figsize=(14, 8))

# 繪制氣泡圖
scatter = plt.scatter(
    x=gdp,
    y=population,
    s=np.array(per_capita_gdp)*400,  # 氣泡大小縮放
    c=np.arange(len(provinces)),      # 顏色映射
    cmap='tab20',
    alpha=0.8,
    edgecolors='white',
    linewidths=0.8
)

# 設(shè)置坐標(biāo)軸
plt.title('xxxx主要省份經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)氣泡圖', fontsize=14, pad=20)
plt.xlabel('GDP(萬億元)', labelpad=12)
plt.ylabel('人口(千萬人)', labelpad=12)
plt.grid(linestyle=':', alpha=0.6)

# 設(shè)置坐標(biāo)范圍
plt.xlim(3, 14)
plt.ylim(30, 130)

plt.tight_layout()
plt.show()

19. 漏斗圖(Funnel Chart)

展示“轉(zhuǎn)化率”的神器。

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 解決負(fù)數(shù)亂碼問題


labels = ['訪問', '注冊(cè)', '激活', '付費(fèi)']
values = [1000, 800, 400, 100]

plt.barh(labels, values)
plt.title('用戶轉(zhuǎn)化漏斗')
plt.show()

20. 動(dòng)態(tài)圖(Animation)

別說靜態(tài)圖無聊,Matplotlib也能動(dòng)起來!

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib import animation

plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 黑體支持中文
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 解決負(fù)數(shù)亂碼問題

fig, ax = plt.subplots()
x = np.linspace(0, 2*np.pi, 128)
line, = ax.plot(x, np.sin(x))

def update(i):
    line.set_ydata(np.sin(x + i / 10.0))
    return line,

ani = animation.FuncAnimation(fig, update, frames=100, interval=50)
plt.title('動(dòng)態(tài)正弦波')
plt.show()

最后說一句

可視化不僅僅是“畫圖”,更是講故事的方式,是你用代碼向世界展示洞察力的舞臺(tái)。別只是盯著那些一眼看完的報(bào)表,有時(shí)候,一個(gè)圖勝過千言萬語。

以上就是Python可視化工具M(jìn)atplotlib的20種圖表用法的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Python可視化工具M(jìn)atplotlib用法的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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