Python matplotlib实用绘图技巧汇总

前言

在日常的业务数据分析 ，可视化是非常重要的步骤。这里总结了matplotlib常用绘图技巧，希望可以帮助大家更加更加高效的、美观的显示图表。作者：北山啦

Matplotlib 是 Python 的绘图库。 它可与 NumPy 一起使用，提供了一种有效的 MatLab 开源替代方案。 它也可以和图形工具包一起使用，如 PyQt 和wxPython。

pip3 install matplotlib -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

import matplotlib.pyplot as plt

显示中文

借助全局参数配置字典rcParams，只需要在代码开头，添加如下两行代码即可

plt.rcParams[\'font.sans-serif\'] = [\'SimHei\'] 
plt.rcParams[\'axes.unicode_minus\'] = False

同时还可以设置字体，常见字体：

font.family  字体的名称
sans-serif   西文字体（默认）
SimHei       中文黑体
FangSong     中文仿宋
YouYuan      中文幼圆
STSong       华文宋体
Kaiti        中文楷体
LiSu         中文隶书

字体风格

plt.rcParams[\"font.style\"] = \"italic\"

绘制子图

plt.subplot2grid()

plt.subplot2grid((3,3),(0,0),colspan=3)
\"\"\"\"\"\"
plt.subplot2grid((3,3),(1,0),colspan=2)
\"\"\"\"\"\"
plt.subplot2grid((3,3),(1,2),rowspan=2)
\"\"\"\"\"\"
plt.subplot2grid((3,3),(2,0))
\"\"\"\"\"\"
plt.subplot2grid((3,3),(2,1))
plt.show()

2. plt.subplot()

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
# 画第1个图：折线图
x=np.arange(1,100)
plt.subplot(221)
plt.plot(x,x*x)
# 画第2个图：散点图
plt.subplot(222)
plt.scatter(np.arange(0,10), np.random.rand(10))
# 画第3个图：饼图
plt.subplot(223)
plt.pie(x=[15,30,45,10],labels=list(\'ABCD\'),autopct=\'%.0f\',explode=[0,0.05,0,0])

# 画第4个图：条形图
plt.subplot(224)
plt.bar([20,10,30,25,15],[25,15,35,30,20],color=\'b\')
plt.show()

matplotlib绘图设置不显示边框、坐标轴

对于有些图形我们希望通过隐藏坐标轴来显得更加美观

plt.xticks([])
plt.yticks([])
ax = plt.subplot(2,5,1)
# 去除黑框
ax.spines[\'top\'].set_visible(False)
ax.spines[\'right\'].set_visible(False)
ax.spines[\'bottom\'].set_visible(False)
ax.spines[\'left\'].set_visible(False)

实例：

#author：https://beishan.blog.csdn.net/
import matplotlib.pyplot as plt
for i in range(0,10):
    fig = plt.gcf()
    fig.set_size_inches(12,6)
    ax = plt.subplot(2,5,i+1)
    # 去除坐标轴
    plt.xticks([])
    plt.yticks([])

    # 去除黑框
    ax.spines[\'top\'].set_visible(False)
    ax.spines[\'right\'].set_visible(False)
    ax.spines[\'bottom\'].set_visible(False)
    ax.spines[\'left\'].set_visible(False)
    # 设置各个子图间间距
    plt.subplots_adjust(left=0.10, top=0.88, right=0.65, bottom=0.08, wspace=0.02, hspace=0.02)
    ax.imshow(Xtrain[i],cmap=\"binary\")

提高分辨率

如果感觉默认生成的图形分辨率不够高，可以尝试修改 dpi 来提高分辨率

plt.figure(figsize = (7,6),dpi =100)

设置绘图风格

有时我们会觉得matplotlib默认制作出来的图片太朴素了，不够高级，其实开发者也内置了几十种主题让我们自己选择，只要使用plt.style.use(‘主题名\’)指定主题即可

plt.style.use(\'ggplot\')

常用的样式有

Solarize_Light2
_classic_test_patch
bmh
classic
dark_background
fast
fivethirtyeight
ggplot
grayscale
seaborn
seaborn-bright
seaborn-colorblind
seaborn-dark
seaborn-dark-palette
seaborn-darkgrid
seaborn-deep
seaborn-muted
seaborn-notebook
seaborn-paper
seaborn-pastel
seaborn-poster
seaborn-talk
seaborn-ticks
seaborn-white
seaborn-whitegrid
tableau-colorblind10

添加标题

plt.title(\"2020-2021北山啦粉丝数增长图\")

显示网格

plt.grid()
plt.grid(color=\'g\',linewidth=\'1\',linestyle=\'-.\')

图例设置

plt.legend([\"2020\",\"2021\"],loc=\"best\")

也可以给图例添加标题

plt.plot([1,3,5,7],[4,9,6,8],\"ro--\")
plt.plot([1,2,3,4], [2,4,6,8],\"gs-.\")
plt.legend([\"2020\",\"2021\"],loc=\"best\",title=\"标题\")
plt.title(\"2020-2021北山啦粉丝数增长图\")

添加公式

有时我们在绘图时需要添加带有数学符号、公式的文字，

plt.text(11000,0.45,r\'拟合曲线为$f(x) = x^2-4x+0.5$\')

图形交互设置

jupyter中的魔法方法

%matplotlib notebook 弹出可交互的matplotlib窗口
%matplotlib qt5 弹出matplotlib控制台
%matplotlib inline 直接嵌入图表，不需要使用plt.show()

保存图片

plt.savefig(\"pic.png\",dpi=100,bbox_inches=\"tight\")

读取图片

方法一

from PIL import Image
image = Image.open(\"./pic.png\")
image.show()   

方法二

import matplotlib.pyplot as plt
X = plt.imread(\"./pic.png\")
plt.imshow(X)

条形图

def f(t):
    return np.exp(-t) * np.cos(2*np.pi*t)
a = np.arange(0,5,0.02)

plt.subplot(211)
plt.plot(a,f(a))

plt.subplot(212)
plt.plot(a,np.cos(2*np.pi*a),\'r--\')

plt.show()

b = np.arange(0,2,0.02)
plt.plot(b,np.sin(2*np.pi*b),\'--\',b,np.cos(2*np.pi*b),\"*\")

散点图

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# Fixing random state for reproducibility
np.random.seed(19680801)


N = 50
x = np.random.rand(N)
y = np.random.rand(N)
colors = np.random.rand(N)
area = (30 * np.random.rand(N))**2  # 0 to 15 point radii

plt.scatter(x, y, s=area, c=colors, alpha=0.5)
plt.show()

带表格的图形

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt


data = [[ 66386, 174296,  75131, 577908,  32015],
        [ 58230, 381139,  78045,  99308, 160454],
        [ 89135,  80552, 152558, 497981, 603535],
        [ 78415,  81858, 150656, 193263,  69638],
        [139361, 331509, 343164, 781380,  52269]]

columns = (\'Freeze\', \'Wind\', \'Flood\', \'Quake\', \'Hail\')
rows = [\'%d year\' % x for x in (100, 50, 20, 10, 5)]

values = np.arange(0, 2500, 500)
value_increment = 1000

# Get some pastel shades for the colors
colors = plt.cm.BuPu(np.linspace(0, 0.5, len(rows)))
n_rows = len(data)

index = np.arange(len(columns)) + 0.3
bar_width = 0.4

# Initialize the vertical-offset for the stacked bar chart.
y_offset = np.zeros(len(columns))

# Plot bars and create text labels for the table
cell_text = []
for row in range(n_rows):
    plt.bar(index, data[row], bar_width, bottom=y_offset, color=colors[row])
    y_offset = y_offset + data[row]
    cell_text.append([\'%1.1f\' % (x / 1000.0) for x in y_offset])
# Reverse colors and text labels to display the last value at the top.
colors = colors[::-1]
cell_text.reverse()

# Add a table at the bottom of the axes
the_table = plt.table(cellText=cell_text,
                      rowLabels=rows,
                      rowColours=colors,
                      colLabels=columns,
                      loc=\'bottom\')

# Adjust layout to make room for the table:
plt.subplots_adjust(left=0.2, bottom=0.2)

plt.ylabel(\"Loss in ${0}\'s\".format(value_increment))
plt.yticks(values * value_increment, [\'%d\' % val for val in values])
plt.xticks([])
plt.title(\'Loss by Disaster\')

plt.show()

总结