(1) plot是標準的繪圖庫,調用函數plot(x,y)就可以創建一個帶有繪圖的圖形視窗(其中y是x的函數)。輸入的參數為具有相同長度的數組(或列表);或者plot(y)是plot(range(len(y)),y)的簡寫。 例1:python實現使用200個採樣點來繪製sin(x),並且每隔四個點 ...
- 基本繪圖:
(1) plot是標準的繪圖庫,調用函數plot(x,y)就可以創建一個帶有繪圖的圖形視窗(其中y是x的函數)。輸入的參數為具有相同長度的數組(或列表);或者plot(y)是plot(range(len(y)),y)的簡寫。
例1:python實現使用200個採樣點來繪製sin(x),並且每隔四個點的位置設置標記。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif']=['simhei'] #指定預設字體(因為matplotlib預設為英文字體,漢字會使其亂碼)
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #可顯示‘-’負號
x=np.linspace(-2*np.pi,2*np.pi,200) #先設定x的取值範圍,從-2n到2n
samples=x[::4]
plt.plot(samples,np.sin(samples),color='red',marker='*')
plt.title('sin(x)函數及一些繪製的點')
plt.grid(color='black',linestyle='--',alpha=0.3)
plt.show()
#實現結果圖:
表明:標準圖是一條實線曲線,每個軸都會自動縮放來適應坐標值,但也可以手動進行設置。多次調用plot函數將會在同一視窗中疊加繪圖。
(2) python3.0曲線擬合(polyfit,polyval)
利用numpy自帶的polyfit 和 polyval 函數進行回歸分析,polyfit 表示多項式曲線擬合、polyval 表示多項式曲線求值。
Z1=np.polyfit(x,y,3) #擬合,自由度為3,3為多項式最高次冪,結果為多項式的各個繫數;最高繫數為3,得到4個繫數從最高到最低排列;最高次冪取幾要視情況而定。
P1=np.ploy1d(z1) #將繫數帶入方程,得到函數式p1
Y=np.polyval(p,x) #計算多項式的函數值。返回在x處多項式的值,p為多項式繫數,元素按多項式降冪排序
實例2. 將多項式擬合為一系列的點
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif']=['simhei'] #指定預設字體
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False
x=np.arange(5)
y=[1,2,1,3,5]
p2=np.polyfit(x,y,2)
p4=np.polyfit(x,y,4)
xx=np.linspace(-1,5,200)
plt.plot(xx,np.polyval(p2,xx),label='二次多項式擬合') #繪製曲線
plt.plot(xx,np.polyval(p4,xx),label='四次多項式插值擬合')
plt.plot(x,y,'*') #原曲線
plt.axis([-1,5,0,6]) #axis([xmin,xmax,ymin,ymax]) 來手動設置坐標軸的範圍
plt.legend(loc='upper left',fontsize='small') #legend()函數生成圖例,添加標簽來解釋多重繪圖,該處設置是將圖例放在左上角並用小字型大小排版。
plt.show()
#結果圖為:
2.. 二維散點圖
代碼如下:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x1=2*np.random.standard_normal((2,100))
x2=0.8*np.random.standard_normal((2,100))+np.array([[6],[2]]) #加二維數組
散點不重疊在一起
plt.plot(x1[0],x1[1],'g*')
plt.plot(x2[0],x2[1],'r*')
plt.title('2D散點圖')
plt.show() #結果圖為:
3. 對數圖形繪製:
使用loglog函數即plt.loglog(x,y)
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif']=['simhei'] #指定預設字體
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False
x=np.linspace(0,10,200)
plt.loglog(x,2*x*2,label='二次多項式',linestyle='--',linewidth=3)
plt.loglog(x,4*x*4,label='四次多項式',linestyle='-.',linewidth=3)
plt.loglog(x,5*np.exp(x),label='指數次多項式',linewidth=3)
plt.title('對數圖')
#plt.axis([10*-2,10*2,10*-5,10*6]) #???思考遺留問題:如何調整指數函數x,y軸的範圍
plt.legend(loc='best')
plt.show()
4. 繪圖格式化
(1) 常見的繪圖格式參數:
linestyle用於設置線條樣式,其中描述solid 表字元串’-’(實線),dashed表‘--’(虛線),dashed dotted表‘- ,’dotted表‘:’。
color用於設置繪圖的顏色,其中有描述blue(字元串用b),green(字元串用g),red(字元串用r),cyan青色(字元串表c),magenta洋紅(字元串表m),yellow、black、white(字元串表y、b、w)
Marker對圖形坐標點標記,其中字元串參數(描述)分別為:.(point) 、,(pixel)、。(circle)、*(star)、d,D(thin diamond,diamond)等
註意:格式化命令可以使用短字元串語法格式:例如,plt.plot(x,’go’)
實例:迭代計算出了正弦曲線上噪點的平均值
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
def avg(x): #函數avg使用roll調用來移動數組中所有的值。
"""simple running average"""
return(np.roll(x,1)+x+np.roll(x,-1)) #np.roll(x,2)是迴圈移位函數,表示向右迴圈移位2位
x=np.linspace(-2*np.pi,2*np.pi,200)
y=np.sin(x)+0.4*np.random.rand(200)
for iteration in range(3):
plt.subplot(3,1,iteration+1) 使用subplot命令將多個繪圖放置於一個圖形視窗中
plt.plot(x,y,label='{:d} average{}'.format(iteration,'s' if iteration> 1 else''))
plt.yticks([])
plt.legend(loc='lower left',frameon=False)
y=avg(y)
plt.subplots_adjust(hspace=0.7) #在同一個圖形視窗中進行多次繪圖的實例圖
(2) savefig命令,允許用戶將圖形保存為圖像格式,該命令支持多種圖像和文件格式,可用文件擴展名指定:plt.savefig('test.pdf')
為將圖像放在非白色的背景上,可設置transparent參數使得圖片背景透明 plt.savefig('test.pdf',transparent=True)
plt.savefig('test.pdf',bbox_inches='tight') #如果要將圖形嵌入LaTeX文檔中,為減少周圍的空白區域,建議通過在圖紙周圍設置圖形的邊框