Matplotlib-折线图与基础绘图功能

一、Parts of a Figure

二、折线图绘制与保存图片

为了更好的去理解所有基础绘图功能，我们通过天气温度变化的绘图来融合所有的基础API使用

1、matplotlib.pyplot模块

matplotlib.pytplot包含了一系列类似于matlab的画图函数。 它的函数作用于当前图形(figure)的当前坐标系(axes)。

import matplotlib.pyplot as plt

2、折线图绘制与显示

展现上海一周的天气,列如从星期一到星期日的天气温度如下

plt.figure(figsize=(10, 10)) plt.plot([1, 2, 3, 4, 5, 6 ,7], [17,17,18,15,11,11,13]) plt.show()

可以看到这样去显示效果并不好，图形的大小等等，所以我们可以通过加入更多的功能。

3、修改图形大小与图片保存

plt.figure(figsize=(), dpi=)
    figsize:指定图的长宽
    dpi:图像的清晰度
    返回fig对象
plt.savefig(path)plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)
plt.savefig("test.png")

会将图片保存到当前路径下

三、温度变化显示

需求：画出某城市11点到12点1小时内每分钟的温度变化折线图，温度范围在15度~18度

效果：

1、构造数据、显示

# 画出温度变化图
# 创建一个figure
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=80)

# 准备x, y坐标的数据
x = range(60)
y_shanghai = [random.uniform(15, 18) for i in x]

# 画折线图
plt.plot(x, y_shanghai, label="上海")

plt.show()

2、自定义x,y刻度以及中文显示

• 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
# 构造中文列表的字符串
x_ch = ["11点{}分".format(i) for i in x]
y_ticks = range(40)

# 修改x,y坐标的刻度
plt.xticks(x[::5], x_ch[::5])
plt.yticks(y_ticks[::5])

如果没有解决过中文问题的话，会显示这个样子：

2.1 中文显示问题解决

下载中文字体（黑体，看准系统版本）

• 下载 arial unicode ms 字体到 /home 目录
• 拷贝字体到 usr/share/fonts 下： sudo cp ~/arial unicode ms.ttf /usr/share/fonts/arial unicode ms.ttf
• 修改配置文件matplotlibrc 并且在~/.matplotlib/matplotlibrc也进行修改 在安装的地方找到虚拟环境ai/lib/python3.6/site-packages/matplotlib/mpl-data目录下面，修改下面三项配置 font.family : sans-serif font.sans-serif : arial unicode ms, Bitstream Vera Sans, Lucida Grande, Verdana, Geneva, Lucid, Arial, Helvetica, Avant Garde, sans-serif
• 删除matplotlib字体缓存： rm -rf ~/matplotlib/fontList.json

3、增加标题、x轴y轴描述信息

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")

4、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，实则很简单只需要再次plot即可，但是需要区分线条，如下显示

# 生成北京的温度
y_beijing = [random.uniform(1, 3) for i in x]

# 画折线图
plt.plot(x, y_shanghai, label="上海")
# 使用plot可以多次画多个折线
plt.plot(x, y_beijing, color='r', linestyle='--', label="北京")

# 添加图形注释
plt.legend(loc="best")

我们仔细观察，用到了两个新的地方，一个是对于不同的折线展示效果，一个是添加注释

4.1自定一个图形风格

4.2添加注释

plt.legend(loc="best")

5、多个坐标系显示-plt.subplots

如果我们想要将上海和北京的天气图显示在同一个图的不同坐标系当中，效果如下：

可以通过subplots函数实现(旧的版本中有subplot，使用起来不方便)，推荐subplots函数

• matplotlib.pyplot.subplots(nrows=1, ncols=1, **fig_kw) 创建一个带有多个坐标系的图 Parameters: nrows, ncols : int, optional, default: 1, Number of rows/columns of the subplot grid. **fig_kw : All additional keyword arguments are passed to the figure() call. Returns: fig : 图对象 ax : 设置标题等方法不同： set_xticks set_yticks set_xlabel set_ylabel 关于axes子坐标系的更多方法：参考https://matplotlib.org/api/axes_api.html#matplotlib.axes.Axes

# 画出温度变化图,展目前不同axes里面
# 创建一个figure
fig, axes = plt.subplots(nrows=1, ncols=2, figsize=(20, 8), dpi=80)

# 准备x, y坐标的数据
x = range(60)
# y的刻度范围
y_ticks = range(40)
y_shanghai = [random.uniform(15, 18) for i in x]

# 生成北京的温度
y_beijing = [random.uniform(1, 3) for i in x]

# 构造中文列表的字符串
x_ch = ["11点{}分".format(i) for i in x]

# 画折线图
axes[0].plot(x, y_shanghai, label="上海")
# 使用plot可以多次画多个折线
axes[1].plot(x, y_beijing, color='r', linestyle='--', label="北京")


# 美化x,y的刻度值
# 第一个参数必须是刻度数字类型，第二个是对应着第一个数字的中文描述
axes[0].set_xticks(x[::5], x_ch[::5])
axes[0].set_yticks(y_ticks[::5])

axes[1].set_xticks(x[::5], x_ch[::5])
axes[1].set_yticks(y_ticks[::5])

# 增加x,y描述信息和标题信息
axes[0].set_xlabel("时间")
axes[0].set_ylabel("温度")

axes[1].set_xlabel("时间")
axes[1].set_ylabel("温度")

axes[0].set_title("中午11点0分到12点之间的温度变化图示")
axes[1].set_title("中午11点0分到12点之间的温度变化图示")

axes[0].legend(loc="best")
axes[1].legend(loc="best")

plt.show()

四、折线图的应用场景

• 呈现公司产品(不同区域)每天活跃用户数
• 呈现app每天下载数量
• 呈现产品新功能上线后,用户点击次数随时间的变化