最後一次更新日期: 2019/4/20
Matplotlib 是一個 Python 的 2D繪相簿,它以各種硬拷貝格式和跨平臺的互動式環境生成出版質量級別的圖形。
按需匯入以下模組:
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
點選下方連結可前往各小節
簡要使用教程1 - 繪圖結構 (影像,座標軸/子圖,顯示,儲存)
簡要使用教程2 - 繪圖設定 (投影型別,字型,顏色,標題,座標軸,圖例,標記樣式,線條樣式,透明度,旋轉,子圖佈局)
一. 繪圖結構
1. 影像figure
In [71]: fig=plt.figure(1)
<Figure size 432x288 with 0 Axes>
In [72]: fig=plt.figure(2,figsize=(5,3))
<Figure size 360x216 with 0 Axes>
In [73]: fig.suptitle('title')
Out[73]: Text(0.5,0.98,'title')
複製程式碼
Figure
是所有繪圖元素的頂級容器,可以認為是一張畫布,第一個引數num
設定影像的編號,第二個figsize
引數設定影像大小。
Figure.suptitle
方法用於設定影像的總標題(也可通過plt.suptitle
設定),fontsize
引數可以設定字型大小,x
和y
引數設定位置座標,取值為0.~1.的相對於Figure
的寬和高的比例。
Figure
上無法直接繪圖,需要至少新增一個Axes
,在呼叫plt
的靜態方法繪圖時,會繪製在最近宣告的一個Figure
上,不顯示宣告則會自動按預設配置建立Figure
和Axes
,plt.gcf()
方法可以獲取當前正在繪製的Figure
。
Figure.axes
可以獲取影像下的所有Axes
;
Figure.clf()
方法可以清空影像。
Artist
是matplotlib中所有繪圖物件的基類,Figure
也是繼承自該類,可在官方文件檢視到完整的繼承關係。
2. 座標軸axes
x=np.arange(0,720,1)
y1=np.sin(x*np.pi/180)
y2=np.cos(x*np.pi/180)
#方法1
fig=plt.figure(figsize=(7.5,3))
fig.suptitle('sin/cos',fontsize=16)
ax=fig.add_axes((0,0,0.5,0.8),title='ax1')
ax.plot(x,y1)
ax=fig.add_axes((0.6,0,0.5,0.8),title='ax2')
ax.plot(x,y2)
plt.show(fig)
複製程式碼
#方法2
fig=plt.figure(figsize=(10.5,3))
fig.suptitle('sin/cos',fontsize=16)
ax=fig.add_subplot(121,title='ax1', projection='3d')
ax.plot(x,y1)
ax=fig.add_subplot(122,title='ax2', projection='3d')
ax.plot(x,y2)
plt.show(fig)
複製程式碼
Axes
的意思是用於繪圖的座標軸,AxesSubplot
是封裝了Axes
的子圖,通過不同的方法建立,子圖在佈局上更方便,繪圖時則沒有明顯的區別,下面會將Axes
也稱作子圖。
繪製不同影像會使用不同軸型別,最常用的xy座標軸和xyz座標軸分別為Axes
和Axes3D
。如果只需要一個Axes
,可以不顯示宣告,直接呼叫plt
的靜態方法繪製,Axes
會被自動建立(通過add_subplot(111)
)。當存在多個Axes
時,可以呼叫Axes
的方法繪圖以保證影像被繪製在正確的子圖上,呼叫靜態方法繪製時實際上是通過plt.gca()
獲取了最後宣告的Axes
。
Axes.plot
是繪圖方法,用於繪製曲線圖。
Axes
在繪圖時需要提供x,y兩個軸的座標,而Axes3D
需要提供x,y,z三個軸的座標,上方的例子中沒有提供z軸座標所以影像被繪製在高度為0的一個平面上。
Axes
是繫結在Figure
上的,可通過呼叫Figure
的add_axes
或add_subplot
方法建立新的Axes
或是將已有Axes
新增到Figure
上。兩種方法在子圖的大小和位置的設定上有所區別,需要相應的調整引數。
add_axes
方法的第一個引數rect
通過一個浮點數序列設定Axes
的位置和大小,格式為(left,bottom,width,height)
,值均為0.~1.的相對於Figure
的寬和高的比例。
add_subplot
方法的前三個引數分別設定區間劃分的行數、列數、以及子圖的索引,例如2,3,5
表示將Figure
劃分為2行3列,在其中第5個區間上新增子圖;前三個引數可以替換為單個3位整數表示同一含義,但每位的值不得超過10,例如2,3,5
對應235
。
title
引數用於設定子圖的標題,也可通過Axes.set_title
或plt.title
方法設定;
projection
引數設定投影型別,即座標軸型別,其中,'rectilinear'
表示直線(xy)座標軸,也是預設值,'3d'
表示3D(xyz)座標軸。
除以上兩種方法,還可使用fig,ax_list = plt.subplots(figsize=(10.5,3),ncols=2,nrows=1)
快速規劃畫布,只需要指定畫布大小、列劃分數量和行劃分數量,省去寫迴圈的時間。
get_children
方法能夠獲取Axes
下的所有繪圖元素;
collections
屬效能夠獲取所有繪圖元素集合;
如想獲取指定型別的元素,可使用get_xlabel
等方法;
cla
方法可以清除當前軸的內容。
3. 顯示show
plt.plot(x,y1)
plt.plot(x,y2)
plt.show()
複製程式碼
plt.plot(x,y1)
plt.show()
plt.plot(x,y2)
plt.show()
複製程式碼
plt.show()
方法用於顯示已繪製的影像,一般配合plt
的靜態繪圖方法使用(即不顯示宣告Figure
的情況)。在使用靜態方法繪圖時,如果不呼叫show
,則程式碼段的中所有繪圖元素將會繪製在自動建立的同一Figure
的同一Axes
上。
在ipython中,直接輸入Figure
的變數名也可以將其影像顯示出來;在執行一段含繪圖語句的程式碼段後,也會自動顯示影像。
4. 儲存save
fig.savefig('D:\\test.jpg')
複製程式碼
Figure
的savefig
方法可以儲存圖片至指定路徑,也可呼叫plt
的靜態方法儲存,但必須和繪圖的程式碼一起執行,且必須在show
方法之前執行。
ipython中直接右鍵顯示出來的圖片也有儲存的選項。
二. 繪圖設定
1. 投影projection
projection
引數用於設定生成的Axes
型別,在add_axes
、add_subplot
等方法中可使用。
常用的幾個型別:
'rectilinear'
:直線座標軸,即2d的xy座標軸,預設值;
'3d'
:3D的xyz座標軸,繪製3d影像會使用這個,注意,使用該型別前必須先匯入Axes3D
;
'polar'
:極座標軸。
2. 字型font
plt.rcParams['font.sans-serif']
屬性用於設定預設字型,當影像中中文顯示存在問題時,可通過該項將字型設定為支援中文的字型,例如['SimHei']
黑體;
plt.rcParams['font.size']
屬性用於設定預設字型大小。
也可以僅在特定文字上應用字型,fontsize
引數設定字型大小,fontproperties
引數設定字型,在suptitle
、set_title
、text
等用於定義文字顯示的方法中可使用。
當負號無法正常顯示時,設定plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False
。
3. 顏色color
多以color
或colors
引數設定主體顏色或顏色序列,簡寫形式c
,也有單獨設定某個部分顏色的引數:facecolor
設定填充顏色,簡寫形式fc
;edgecolor
設定邊緣顏色,簡寫形式ec
。
支援多種標識顏色的方式:
(1). 以tuple
表示的RGB或RGBA值,取值範圍在0.~1.,例如(0.1,0.2,0.5)
;
(2). 以str
表示的16進位制的RGB或RGBA值,取值範圍00~FF,例如'#0F0F0F'
;
(3). 以str
表示的顏色標籤,可參考下圖(官方示例)。
除了單個顏色外,matplotlib還提供了colormap,是特定主題的顏色集合,一般通過cmap
引數設定,而預定義的colormap在plt.cm
下,可用種類詳見官方文件。
4. 標題title
Figure.suptitle
或plt.suptitle
方法用於設定總標題;
Axes.set_title
或plt.title
方法以及建立Axes
時的title
引數用於設定子標題。
5. 座標軸axis
xlabel
、ylabel
、zlabel
等方法用於設定座標軸的標籤;
xticks
、yticks
、zticks
等方法用於設定座標軸的刻度,傳入引數為刻度值列表和刻度標籤列表,第二個引數可以省略,會以刻度值作為標籤文字;
xlim
、ylim
、zlim
等方法用於設定座標軸的範圍,傳入引數為開始值和結束值;
axis('off')
可以關閉座標軸顯示;
以上方法均可通過Axes
或plt
呼叫。
6. 圖例legend
plt.plot(x,y1,label='sin')
plt.plot(x,y2,label='cos')
plt.legend()
plt.show()
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legend
方法用於顯示圖例,繪圖元素必須有標籤才能正常生成圖例,可在繪製影像時通過label
引數設定標籤,或是呼叫legend
方法時傳入標籤列表。
loc
引數設定圖例的位置,預設'best'
自動選擇。
7. 標記樣式marker
引數marker
設定標記樣式,可選的樣式參考官方文件-markers;
引數s
或markersize
設定標記大小。
標記樣式可在散點圖、曲線圖等中設定。
8. 線條樣式linestyle
引數linestyle
設定線條樣式,一般預設'-'
實線,可選的樣式見下方表格;
引數linewidth
設定線的寬度,簡寫形式lw
。
linestyle | 說明 |
---|---|
'-' or 'solid' | 實線 |
'--' or 'dashed' | 虛線 |
'-.' or 'dashdot' | 點劃線 |
':' or 'dotted' | 點虛線 |
'None' or '' | 不繪製 |
線條樣式在所有含線條的繪圖物件中幾乎都可以設定。
9. 透明度alpha
引數alpha
設定點的透明度,一般預設1.
,值越小透明度越高。
透明度在所有含平面的繪圖物件中幾乎都可以設定。
10. 旋轉rotation
繪圖元素旋轉
fig=plt.figure(figsize=(4.5,3))
ax=fig.add_axes((0,0,1,1))
ax.plot(x,y1)
for tick in ax.get_xticklabels():
tick.set_rotation(90)
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部分繪圖元素是支援旋轉的,可通過set_rotation
方法設定或是建立時通過rotation
引數設定,也有通過angle
引數控制旋轉的。
3D影像旋轉
fig=plt.figure(figsize=(12,3))
ax=fig.add_subplot(131,title='ax1',projection='3d')
ax.plot(x,y1)
ax=fig.add_subplot(132,title='ax2',projection='3d')
ax.view_init(30,80)
ax.plot(x,y1)
ax=fig.add_subplot(133,title='ax3',projection='3d')
ax.view_init(60,120)
ax.plot(x,y1)
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Axes3D
的旋轉通過view_init
方法實現,第一個引數elev
控制縱向的旋轉角度,預設值30;第二個引數azim
控制橫向的旋轉角度,預設值120。
11. 子圖佈局調整adjust
#自動收縮佈局
fig.tight_layout()
#調整子圖分佈
fig.subplots_adjust(left=0.1, bottom=0.1, right=0.9, top=0.9, wspace=0.1, hspace=0.1)
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三. 常用繪圖型別
1. 散點圖
n = 100
x = np.random.randn(n)
y = np.random.randn(n)
z = np.random.randn(n)
fig=plt.figure(figsize=(9,3))
ax=fig.add_subplot(121,title='2d scatter')
ax.scatter(x,y,s=100,c=['g','r','y'],marker='*',alpha=0.5,linewidths=1,edgecolor='k')
ax=fig.add_subplot(122,title='3d scatter',projection='3d')
ax.scatter(x,y,z)
plt.show()
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scatter
方法用於繪製散點圖:
引數s
設定點的大小(面積),預設20
;
引數c
設定點的顏色,可以是單個也可以多個,預設'b'
藍色;
引數marker
設定點的樣式,預設'o'
圓;
引數alpha
設定點的透明度,預設1.
,值越小透明度越高;
引數linewidths
設定邊緣線的寬度,預設None
;
引數edgecolor
設定邊緣線的顏色,預設None
。
2. 曲線圖
n = 100
x = np.arange(0,8*n,8)
y = np.sin(x*np.pi/180)
z = np.cos(x*np.pi/180)
fig=plt.figure(figsize=(9,3))
ax=fig.add_subplot(121,title='2d plot')
ax.plot(x,y,'g<-',alpha=0.5,linewidth=2, markersize=8)
ax=fig.add_subplot(122,title='3d plot',projection='3d')
ax.plot(x,y,z)
plt.show()
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plot
方法用於繪製散點圖:
引數fmt
設定整體樣式,緊跟座標引數之後,是c
、marker
、linestyle
三個引數的整合,用於快速設定,也可選擇單獨設定這三個引數;
引數c
設定線和標記的顏色,只能是單個顏色,預設'b'
藍色;
引數marker
設定標記樣式,預設None
;
引數linestyle
設定線條樣式,預設'-'
實線;
引數alpha
設定點的透明度,預設1.
,值越小透明度越高;
引數linewidth
設定線的寬度;
引數markersize
設定標記的大小。
3. 曲面圖
#曲面圖
n = 480
x = np.arange(n)
y = np.arange(n)
x,y = np.meshgrid(x,y)
z = np.cos(x*np.pi/180)+np.sin(y*np.pi/180)
fig=plt.figure()
ax=fig.add_subplot(111,title='3d surface',projection='3d')
ax.plot_surface(x,y,z,rstride=10,cstride=10,cmap=plt.cm.winter)
plt.show()
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plot_surface
方法用於繪製曲面圖:
引數rstride
和cstride
設定x、y軸方向上的取樣步長,被取樣的資料才會用於曲面的繪製,值越小表示取樣精度越高,繪製的影像越精細,繪製時間也更長,與rcount
和ccount
引數不相容;
引數rcount
和ccount
設定x、y軸方向上的取樣總數,預設50;
引數cmap
設定曲面顏色集,需要是colormap
,預設藍色單色漸變;
引數alpha
設定點的透明度,預設1.,值越小透明度越高。
繪製曲面圖需要構造xy平面上的網格資料以及對應的z值,可使用numpy的mgrid
索引器或meshgrid
方法實現。
4. 條形圖
x = np.array([1,2,3,4])
y1 = np.array([4,3,3,1])
y2 = np.array([2,5,1,3])
tick_label = ['a','b','c','d']
fig=plt.figure(figsize=(10,3))
ax=fig.add_subplot(131,title='2d bar')
ax.bar(x+0.15,y1,width=0.3,color='y',label='y1',alpha=0.7, tick_label=tick_label)
ax.bar(x-0.15,y2,width=0.3,color='g',label='y2',alpha=0.7, tick_label=tick_label)
ax.legend()
ax=fig.add_subplot(132,title='2d bar in 3d axes',projection='3d')
ax.bar(x,y1,0,'y',label='y1',edgecolor='k',linewidth=1)
ax.bar(x,y2,1,'y',label='y2',edgecolor='k',linewidth=1)
ax.legend(facecolor='none')
ax=fig.add_subplot(133,title='3d bar',projection='3d')
bar3d1=ax.bar3d(x,0,0,0.5,0.25,y1,label='y1')
bar3d2=ax.bar3d(x,1,0,0.5,0.25,y2,label='y2')
bar3d1._facecolors2d=bar3d1._facecolors3d
bar3d1._edgecolors2d=bar3d1._edgecolors3d
bar3d2._facecolors2d=bar3d2._facecolors3d
bar3d2._edgecolors2d=bar3d2._edgecolors3d
ax.legend()
plt.show()
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bar
方法用於繪製條形圖(水平條形圖請使用barh
):
2D
第一個引數x
是條形的橫座標,對齊的基準由align
引數設定,預設是與中心對齊;
第二個引數height
設定條形的高度;
第三個引數width
設定條形的寬度;
第四個引數bottom
設定條形底部的起始縱座標,預設0;
引數color
設定條形的顏色;
引數tick_label
設定橫座標刻度標籤;
引數edge_color
和linewidth
設定邊緣線的顏色和粗細;
引數label
設定此次繪製的類別標籤;
引數alpha
設定點的透明度,預設1.,值越小透明度越高。
2d條形圖在繪製時視需要調整x的值,不然多次繪製的條形會重疊在一起。
2D in Axes3D
第一個引數left
設定條形的起始橫座標,相當於2d情況下設定align='edge'
;
第二個引數height
設定條形的高度,與2d情況下一樣;
第三個引數zs
設定z軸的取值;
第四個引數zdir
設定作為z軸的軸,預設'z'
;
其餘擴充引數和2d的一樣。
3D
第1,2,3個引數x
,y
,z
設定條形的位置座標;
第4,5,6個引數dx
,dy
,dz
設定條形的長寬高;
其餘擴充引數和2d的一樣。
3D條形圖需要顯示圖例時必須為_facecolors2d
、_edgecolors2d
賦值,因為生成圖例使用的是2d的色彩設定,這應該是一個bug。
5. 直方圖
x = np.random.randn(1000)
y = np.random.randn(1000)
fig=plt.figure(figsize=(9,3))
ax=fig.add_subplot(121,title='hist')
result1=ax.hist(x,bins=20,color="g",edgecolor="k",alpha=0.5,density=True)
ax=fig.add_subplot(122,title='hist2d')
result2=ax.hist2d(x,y,bins=20)
plt.show()
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hist
方法用於繪製直方圖:
第1個引數x
設定需要統計的資料,y
軸資料是統計頻次,自動計算不需要自行設定;
第2個引數bins
設定分箱數量,即分成多少個等間隔的統計區間,預設10;
引數color
或facecolor
設定條形的顏色;引數edgecolor
設定邊緣線的顏色;
引數density
設定是否歸一化,False時統計頻次,True時統計概率密度,預設False;
引數alpha
設定點的透明度,預設1.,值越小透明度越高。
hist2d
方法用於繪製二維直方圖:
第1,2個引數x
,y
設定需要統計的資料,二維直方圖中統計頻次以顏色來體現;
第3個引數bins
設定分箱數量,即分成多少個等間隔的統計區間,預設10,x
,y
可以分別設定;
引數cmap
設定顏色集。
呼叫繪圖方法後會得到返回值:頻次和頻率的統計結果。
6. 餅圖/環圖
x1 = np.array([1,2,3,4])
x1_labels = ['a','b','c','d']
x1_explode = [0.2,0,0,0]
x2 = np.array([2,2,1,5])
fig=plt.figure(figsize=(9,4))
ax=fig.add_subplot(121,title='pie')
ax.pie(x1,explode=x1_explode,labels=x1_labels,shadow=True,autopct='%1.1f%%')
ax=fig.add_subplot(122,title='ring')
ax.pie(x1,radius=1,wedgeprops=dict(width=0.3, edgecolor='w'))
ax.pie(x2,radius=0.7,wedgeprops=dict(width=0.3, edgecolor='w'))
plt.show()
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pie
方法用於繪製餅圖:
第一個引數x
設定每個扇形的比重,會自動計算x/sum(x)應用於繪製,但在sum(x)<1時,不會進行該計算;
第二個引數explode
設定每個扇形偏離中心的距離,預設None;
第三個引數labels
設定每個扇形的標籤;
第四個引數colors
設定顏色序列,繪製扇形時會輪流使用該序列中的顏色;
引數shadow
設定是否繪製陰影,預設False;
引數labeldistance
設定扇形標籤與中心的距離;
引數radius
設定扇形的半徑,預設為1;
引數autopct
設定扇形上顯示的資訊,可以是一個字串格式或是一個函式;
引數wedgeprops
設定扇形的樣式,其中width
是寬度,與radius
一致時繪製出來的就是餅圖,小於radius
則是環圖,edgecolor
和linewidth
可以設定邊緣線的顏色和寬度;
引數center
設定餅圖的中心,預設(0,0)。
7. 箱線圖
def test_data():
spread = np.random.rand(50)
center = np.ones(25) * 0.5
flier_high = np.random.rand(10)+1
flier_low = np.random.rand(10)-1
return np.r_[spread,center,flier_high,flier_low]
x1 = test_data()
x2 = test_data()
fig=plt.figure()
ax=fig.add_subplot(111,title='box')
ax.boxplot([x1,x2],labels=['x1','x2'],widths=0.3)
plt.show()
複製程式碼
boxplot
方法用於繪製箱線圖:
第一個引數x
設定用於繪圖的資料,當有多組時可以放在一個list中傳入;
引數labels
設定每組資料的類別標籤;
引數width
設定圖形的寬度。
8. 等高線圖
x = np.arange(-3,3,0.01)
y = np.arange(-3,3,0.01)
x,y = np.meshgrid(x,y)
z = (1-x/2+x**5+y**3)*np.exp(-x**2-y**2)+1
fig=plt.figure(figsize=(13.5,3))
ax=fig.add_subplot(131,title='2d contourf')
c=ax.contour(x,y,z,colors='k',linewidths=0.5)
ax.clabel(c,fontsize=10)
cf=ax.contourf(x,y,z,cmap='YlOrRd')
cbar=fig.colorbar(cf)
ax=fig.add_subplot(132,title='3d contourf',projection='3d')
ax.contourf(x,y,z,cmap='YlOrRd')
ax.contour(x,y,z,colors='k',linewidths=0.2)
ax=fig.add_subplot(133,title='3d surface with contour',projection='3d')
ax.plot_surface(x,y,z,cmap='YlOrRd',alpha=0.7)
ax.contour(x,y,z,colors='k',linewidths=1)
plt.show()
複製程式碼
contour
方法用於繪製等高線圖:
第1,2,3個引數x
,y
,z
設定用於繪圖的資料,z
是高度;
第4個引數levels
設定等高線的數量;
引數colors
設定等高線使用的顏色序列;
引數linewidths
設定等高線的寬度序列;
引數linestyles
設定等高線的樣式序列。
contourf
方法用於填充等高線圖:
第1,2,3個引數x
,y
,z
設定用於繪圖的資料,z
是高度;
第4個引數levels
設定等高線的數量;
引數cmap
設定用於填充的顏色集;
引數alpha
設定點的透明度,預設1.,值越小透明度越高。
clabel
方法用於設定等高線標籤;
colorbar
方法用於設定參考顏色條;
9. 極座標圖
theta=np.linspace(0,2*np.pi,100)
fig=plt.figure(figsize=(10,5))
ax=fig.add_subplot(121,title='polar1',projection='polar')
ax.plot(theta,theta,c='b',lw=2)
ax.set_rmax(theta.max())
ax=fig.add_subplot(122,title='polar2',projection='polar')
ax.plot(theta,theta,c='r',lw=2)
ax.set_rmax(theta.max())
ax.set_rlabel_position(90)
ax.set_theta_offset(np.pi)
ax.set_thetagrids(np.arange(0,360,15))
ax.set_rticks(np.arange(0,6.5,0.5))
ax.set_theta_direction(-1)
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通過設定projection='polar'
建立PolarAxes
座標軸,即可實現極座標作圖:
set_rmax
,set_rmin
,set_rlim
方法分別可以設定極徑的最大值,最小值,以及範圍;
set_rlabel_position
方法設定極徑標籤的位置,以角度表示;
set_theta_offset
方法設定角度的偏移量,以弧度表示;
set_thetagrids
方法設定角度刻度序列,會影響網格線;
set_rticks
方法設定極徑刻度序列,會影響網格線;
set_theta_direction
方法設定角度增長方向。
在呼叫plot
等方法繪圖時,原本的x
和y
分別對應到角度和極徑。
四. 其他繪圖元素
1. 註解annotate
fig=plt.figure(figsize=(10,3.5))
ax=fig.add_subplot(121,title='annotate')
ax.scatter([-0.25],[-0.25],s=100)
ax.set_xlim([-1,1])
ax.set_ylim([-1,1])
bbox_style = dict(boxstyle="square", fc='white', ec='black',lw=1)
arrow_style = dict(arrowstyle='->',color='black',lw=2)
ax.annotate('This is a dot.',(-0.24,-0.24),(-0.14,0.16),
arrowprops=arrow_style,bbox=bbox_style,fontsize=15)
ax=fig.add_subplot(122,title='arrow+text')
ax.scatter([-0.25],[-0.25],s=100)
ax.set_xlim([-1,1])
ax.set_ylim([-1,1])
ax.arrow(0.09,0.06,-0.25,-0.23,fc='k',ec='k',
width=0.01,head_width=0.07,head_length=0.07)
ax.text(-0.14,0.16,'This is a dot.',fontsize=15,bbox=bbox_style)
複製程式碼
annotate
方法用於向影像上新增註解:
第一個引數s
設定註釋的文字;
第二個引數xy
設定要註釋的點位置,tuple
型別表示的座標;
第三個引數xytext
設定註釋文字的位置,tuple
型別表示的座標;
引數xycoords
和textcoords
設定註釋點位置和文字位置所採用的座標系,預設'data'
和資料的座標系一致;
引數arrowprops
設定箭頭,dict
型別,其中arrowstyle
屬性設定樣式,color
屬性設定顏色,lw
屬性設定箭頭寬度;
以上三個引數具體資訊建議參考官方文件-annotate;
引數bbox
設定文字框樣式,dict
型別,其中boxstyle
屬性設定樣式,fc
屬性設定填充顏色,ec
屬性設定邊緣顏色,lw
屬性設定邊緣線寬度;
bbox
中的詳細設定建議參考官方文件-Rectangle;
引數fontsize
設定字型大小。
註解也可通過arrow
+text
實現。
arrow
方法用於新增箭頭:
第1,2個引數x
,y
設定箭頭的起始位置;
第3,4個引數dx
,dy
設定箭頭往xy方向延伸的長度;
fc
引數設定填充顏色;ec
引數設定邊緣顏色;
width
引數設定箭頭線寬度;
head_width
引數設定箭頭頭部的寬度;
head_length
引數設定箭頭頭部的長度。
text
方法用於新增文字:
第1,2個引數x
,y
設定文字的位置;
第3個引數s
設定要顯示的文字;
引數fontsize
設定字型大小;
引數bbox
設定文字框樣式,與annotate
相同。
arrow
繪製的箭頭在有所傾斜時無法保證頭部的底部與線垂直,對此有要求只能使用annotate
。
2. 區域填充fill
x=np.arange(0,720,1)
y1=np.sin(x*np.pi/180)
y2=np.cos(x*np.pi/180)
fig=plt.figure(figsize=(10,3.5))
ax=fig.add_subplot(121,title='fill')
ax.plot(x,y1)
ax.plot(x,y2)
ax.fill(x,y1,color='g',alpha=0.3)
ax.fill(x,y2,color='b',alpha=0.3)
ax=fig.add_subplot(122,title='fill between')
ax.plot(x,y1)
ax.plot(x,y2)
ax.fill_between(x,y1,y2,color='g',alpha=0.3)
複製程式碼
fill
方法用於填充多邊形:
第1,2個引數x
,y
設定邊的xy座標,該繪圖方法不適合填充不封閉的曲線,會如上圖出現無法預估的繪製效果。
fill_between
方法用於填充兩條曲線中間的區域:
第1,2,3個引數x
,y1
,y2
設定x座標和兩條曲線的y座標;
第4個引數where
設定繪製的橫座標範圍,布林陣列型別,相當於對前三個引數執行索引篩選。
3. 圖片image
from PIL import Image
image1=Image.open('D:\\training_data\\used\\cifar-10-batches-py\\test\\1_貓.png')
image2=Image.open('D:\\training_data\\used\\cifar-10-batches-py\\test\\2_船.png')
fig=plt.figure(figsize=(8,4))
ax=fig.add_subplot(121,title='image1')
ax.imshow(image1)
ax=fig.add_subplot(122,title='image2')
ax.imshow(image2)
複製程式碼
imshow
用於顯示圖片,預設是會顯示座標軸和刻度的,可通過Axes.axis('off')
關閉。
4. 基本圖形patch
import matplotlib.patches as patches
from matplotlib.collections import PatchCollection
fig=plt.figure(figsize=(9,3))
ax=fig.add_subplot(121,title='Rectangle')
rects=[]
x=[1.5,3.5,5.5,]
y=[3,4.5,3]
for i in range(3):
rect=patches.Rectangle((x[i],y[i]),3,3)
rects.append(rect)
pc=PatchCollection(rects,linewidth=1,edgecolor='r',facecolor='none')
#ax.add_patch(rect)
ax.add_collection(pc)
ax.set_xlim([0,10])
ax.set_ylim([0,10])
ax=fig.add_subplot(122,title='Ellipse')
ells=[]
for i in range(5):
ell=patches.Ellipse((5,5),6,3,angle=i*36)
ells.append(ell)
pc=PatchCollection(ells,facecolor='g',alpha=0.5)
#ax.add_patch(ell)
ax.add_collection(pc)
ax.set_xlim([0,10])
ax.set_ylim([0,10])
複製程式碼
繪製基本圖形和相應集合需要匯入patches
和PatchCollection
。
patches
提供了各種圖形的構造:
Rectangle
是矩形類,第1個引數xy
設定左下角頂點的座標,第2,3個引數width
,height
設定寬度和高度,第4個引數angle
設定旋轉角度;
Ellipse
是橢圓類,第1個引數xy
設定橢圓中心的座標,第2,3個引數width
,height
設定橫軸和豎軸的長度(直徑),第4個引數angle
設定旋轉角度。
PatchCollection
用於構造patches
集合並設定通用的擴充引數:
linewidth
引數設定邊緣線寬;
edgecolor
引數設定邊緣顏色;
facecolor
引數設定填充顏色,facecolor='none'
可以設定不填充(在建立圖形類時,fill=False
也能設定不填充);
alpha
引數設定透明度。
add_patch
用於向Axes
中新增單個圖形;
add_collection
用於向Axes
中新增圖形集合;
Axes.patches
可以檢視Axes
下的所有Patch
繪圖物件;
Axes.collections
可以檢視Axes
下的所有繪圖集合。
5. 資料表格table
data=np.array([[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]])
row_labels=['row1','row2','row3']
row_colors=plt.cm.BuPu(np.linspace(0, 0.5, len(row_labels)))
col_labels=['col1','col2','col3']
col_index=np.arange(3)
fig=plt.figure()
ax=fig.add_subplot(111,title='table')
for i in range(len(row_labels)-1,-1,-1):
ax.bar(col_index,data[i],color=row_colors[i],linewidth=0.5,edgecolor='k')
ax.table(cellText=data,
rowLabels=row_labels,
rowColours=row_colors,
colLabels=col_labels,
loc='bottom')
ax.set_xticks([])
複製程式碼
table
方法用於新增表格:
cellText
引數設定單元格資料,二維序列型別,預設None
;
cellColors
引數設定單元格顏色,二維序列型別,預設None
;
cellText
和cellColors
兩個引數至少有一個要賦值;
cellLoc
引數設定單元格位置,預設'right'
;
colWidths
引數設定列寬,一維序列型別,可選;
rowLabels
引數設定行標籤,一維序列型別,可選;
rowColors
引數設定行標籤顏色,一維序列型別,可選;
rowLoc
引數設定行標籤位置,預設'left'
;
colLabels
引數設定列標籤,一維序列型別,可選;
colColors
引數設定列標籤顏色,一維序列型別,可選;
colLoc
引數設定列標籤位置,預設'center'
;
loc
引數設定表格位置,預設bottom
;
bbox
引數設定方框樣式,可選。
更詳細的設定可以自行建立Table
物件,通過Axes.add_table
方法新增;
Axes.tables
可以檢視Axes
下的所有Table
繪圖物件。