Python poskytuje jednu z najpopulárnejších knižníc plotrovania s názvom Matplotlib . Je to open source, multiplatformový na vytváranie 2D grafov z údajov v poli. Vo všeobecnosti sa používa na vizualizáciu údajov a reprezentuje ich prostredníctvom rôznych grafov.
Matplotlib pôvodne vytvoril John D. Hunter v roku 2003. Najnovšia verzia matplotlib je 2.2.0 vydaná v januári 2018.
Predtým, ako začneme pracovať s knižnicou matplotlib , musíme ju nainštalovať do nášho prostredia Python.
Inštalácia Matplotlib
Zadajte nasledujúci príkaz do svojho terminálu a stlačte kláves enter.
pip install matplotlib
Vyššie uvedený príkaz nainštaluje knižnicu matplotlib a jej balík závislostí na operačnom systéme Windows.
Základný koncept Matplotlib
Graf obsahuje nasledujúce časti. Poďme pochopiť tieto časti.
Obrázok: Je to celá postava, ktorá môže obsahovať jednu alebo viac osí (zákresov). Postavu si môžeme predstaviť ako plátno, ktoré obsahuje zápletky.
Osy: Obrázok môže obsahovať niekoľko osí. Pozostáva z dvoch alebo troch (v prípade 3D) objektov Axis. Každá osi sa skladá z názvu, označenia x a označenia y.
Os: Osy predstavujú počet objektov podobných čiaram a sú zodpovedné za generovanie limitov grafu.
Umelec: Umelec je všetko, čo vidíme na grafe, ako sú textové objekty, objekty Line2D a objekty zbierky. Väčšina umelcov je zviazaná so sekerami.
Úvod do pyplotu
Matplotlib poskytuje balík pyplot, ktorý sa používa na vykreslenie grafu daných údajov. The matplotlib.pyplot je sada funkcií príkazového štýlu, vďaka ktorým bude matplotlib fungovať ako MATLAB. Balík pyplot obsahuje mnoho funkcií, ktoré sa používajú na vytvorenie figúry, vytvorenie oblasti kreslenia vo figúre, zdobenie pozemku štítkami, vykreslenie niektorých čiar do oblasti kreslenia atď.
Pomocou pyplotu môžeme rýchlo vykresliť graf. Pozrime sa na nasledujúci príklad.
Základný príklad vykresľovania Graf
Tu je základný príklad vytvorenia jednoduchého grafu; program je nasledovný:
from matplotlib import pyplot as plt #ploting our canvas plt.plot([1,2,3],[4,5,1]) #display the graph plt.show()
Výkon:
Vykresľovanie rôznych typov grafov
Pomocou modulu pyplot môžeme vykresliť rôzne grafy. Poďme pochopiť nasledujúce príklady.
1. Čiarový graf
Čiarový graf sa používa na zobrazenie informácií ako rad čiar. Je ľahké fabulovať. Zvážte nasledujúci príklad.
Príklad -
from matplotlib import pyplot as plt x = [1,2,3] y = [10,11,12] plt.plot(x,y) plt.title('Line graph') plt.ylabel('Y axis') plt.xlabel('X axis') plt.show()
Výkon:
Riadok je možné upraviť pomocou rôznych funkcií. To robí graf atraktívnejším. Nižšie je uvedený príklad.
Príklad -
from matplotlib import pyplot as plt from matplotlib import style style.use('ggplot') x = [10, 12, 13] y = [8, 16, 6] x2 = [8, 15, 11] y2 = [6, 15, 7] plt.plot(x, y, 'b', label='line one', linewidth=5) plt.plot(x2, y2, 'r', label='line two', linewidth=5) plt.title('Epic Info') fig = plt.figure() plt.ylabel('Y axis') plt.xlabel('X axis') plt.show()
2. Stĺpcový graf
Stĺpcový graf je jedným z najbežnejších grafov a používa sa na reprezentáciu údajov spojených s kategorickými premennými. The bar() funkcia prijíma tri argumenty – kategorické premenné, hodnoty a farbu.
java tuple
Príklad -
from matplotlib import pyplot as plt Names = ['Arun','James','Ricky','Patrick'] Marks = [51,87,45,67] plt.bar(Names,Marks,color = 'blue') plt.title('Result') plt.xlabel('Names') plt.ylabel('Marks') plt.show()
3. Koláčový graf
Graf je kruhový graf, ktorý je rozdelený na podčasť alebo segment. Používa sa na vyjadrenie percentuálnych alebo pomerných údajov, kde každý kúsok koláča predstavuje určitú kategóriu. Poďme pochopiť nižšie uvedený príklad.
Príklad -
from matplotlib import pyplot as plt # Pie chart, where the slices will be ordered and plotted counter-clockwise: Aus_Players = 'Smith', 'Finch', 'Warner', 'Lumberchane' Runs = [42, 32, 18, 24] explode = (0.1, 0, 0, 0) # it 'explode' the 1st slice fig1, ax1 = plt.subplots() ax1.pie(Runs, explode=explode, labels=Aus_Players, autopct='%1.1f%%', shadow=True, startangle=90) ax1.axis('equal') # Equal aspect ratio ensures that pie is drawn as a circle. plt.show()
Výkon:
4. Histogram
Histogram a stĺpcový graf sú dosť podobné, ale je v nich malý rozdiel. Histogram sa používa na znázornenie rozdelenia a stĺpcový graf sa používa na porovnanie rôznych entít. Histogram sa vo všeobecnosti používa na zobrazenie frekvencie určitého počtu hodnôt v porovnaní so súborom rozsahov hodnôt.
V nasledujúcom príklade sme vzali údaje o rôznych percentách skóre študenta a vyniesli histogram vzhľadom na počet študentov. Poďme pochopiť nasledujúci príklad.
Príklad -
from matplotlib import pyplot as plt from matplotlib import pyplot as plt percentage = [97,54,45,10, 20, 10, 30,97,50,71,40,49,40,74,95,80,65,82,70,65,55,70,75,60,52,44,43,42,45] number_of_student = [0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100] plt.hist(percentage, number_of_student, histtype='bar', rwidth=0.8) plt.xlabel('percentage') plt.ylabel('Number of people') plt.title('Histogram') plt.show()
Výkon:
Poďme pochopiť ďalší príklad.
Príklad – 2:
from matplotlib import pyplot as plt # Importing Numpy Library import numpy as np plt.style.use('fivethirtyeight') mu = 50 sigma = 7 x = np.random.normal(mu, sigma, size=200) fig, ax = plt.subplots() ax.hist(x, 20) ax.set_title('Historgram') ax.set_xlabel('bin range') ax.set_ylabel('frequency') fig.tight_layout() plt.show()
Výkon:
5. Bodový graf
Bodový graf sa používa na porovnanie premennej vzhľadom na ostatné premenné. Je definovaná ako to, ako jedna premenná ovplyvnila druhú premennú. Údaje sú reprezentované ako súbor bodov. Poďme pochopiť nasledujúci príklad.
Príklad -
from matplotlib import pyplot as plt from matplotlib import style style.use('ggplot') x = [4,8,12] y = [19,11,7] x2 = [7,10,12] y2 = [8,18,24] plt.scatter(x, y) plt.scatter(x2, y2, color='g') plt.title('Epic Info') plt.ylabel('Y axis') plt.xlabel('X axis') plt.show()
Výkon:
Príklad – 2:
import matplotlib.pyplot as plt a = [2, 2.5, 3, 3.5, 4.5, 4.7, 5.0] b = [7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5] a1 = [9, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5, 12] b1 = [3, 3.5, 4.7, 4, 4.5, 5, 5.2] plt.scatter(a, b, label='high income low saving', color='b') plt.scatter(a1, b1, label='low income high savings', color='g') plt.xlabel('saving*100') plt.ylabel('income*1000') plt.title('Scatter Plot') plt.legend() plt.show()
Výkon:
V tomto návode sme rozobrali všetky základné typy grafov, ktoré sa používajú pri vizualizácii dát. Ak sa chcete dozvedieť viac o grafe, navštívte náš tutoriál matplotlib.