Matplotlib

matplotlib相关笔记

matplotlib是Python中绘图工具，使用时需要导入其中的pyplot模块

import matplotlib.pyplot as plt

常用的pyplot函数：

• figure()：创建画布
• title()：设置标题
• xlabel()：横坐标名称
• ylabel()：纵坐标名称
• legend()：添加图例
• plot()：绘制线图和散点图
• scatter()：绘制散点图
• bar()：绘制垂直条形图和水平条形图
• hist()：绘制直方图
• pie()：绘制饼图
• grid(): 绘制网格线
• imshow()：显示图像
• subplots()：创建子图

标题标签参数说明

显示位置(loc)

title()、xlabel()、ylabel()默认均为'center'

title()可设置为 'left'、'right'和'center'
xlabel()可设置为: 'left'、'right'和 'center'
ylabel()可设置为: 'bottom'、'top'和'center'

字体大小(size)

值为整数

绘图

线图

# 绘制单条线
plot([x], y, [fmt], *, data=None, **kwargs)
# 绘制多条线
plot([x], y, [fmt], [x2], y2, [fmt2], ..., **kwargs)

参数说明：

• x, y 点或线的节点，x为x轴数据，y为y轴数据，数据可以是列表或数组
• fmt 可选参数，定义图的基本属性如
  • color 线条颜色，可以是颜色名称、十六进制颜色、RGB值
  • marker 点型
  • linestyle 线型
• **kwargs 设置线条样式
  • label 线条标签
  • linewidth 线宽
  • markersize 点标记大小
  • markeredgecolor 点标记边缘颜色
  • markeredgewidth 点标记边缘宽度
  • markerfacecolor 点标记填充颜色
  • alpha 透明度
  • zorder 控制绘图顺序

fmt接收的是每个属性的单个字母缩写，例如：

plot(x, y, 'bo-')  # 蓝色圆点实线

若属性用的是全名则不能用fmt参数来组合赋值，应该用关键字参数对单个属性赋值，如

plot(x,y,color='green', marker='o', linestyle='dashed', linewidth=1, markersize=6)
plot(x,y,color='#900302',marker='+',linestyle='-')

网格线

plt.grid(b=None, which='major', axis='both', **kwargs)

参数说明

• b 默认为None，可以设置布尔值，true为显示网格线，false为不显示
• which 应用更改的网格线，默认为'major'
  • 'major' 只应用于主刻度网格线
  • 'minor' 只应用于次刻度网格线
  • 'both 同时应用于主刻度和次刻度网格线
• axis 设置显示哪个方向的网格线，可以是取'both'（默认），'x'或'y'，分别表示两个方向
• **kwargs 设置网格样式
  • color 网格线的颜色
  • linestyle 网格线的线型
  • linewidth 网格线的宽度，单位为点

散点图

plt.scatter(x, y, s=None, c=None, marker=None, cmap=None, norm=None, vmin=None, 
vmax=None, alpha=None, linewidths=None, *, edgecolors=None, plotnonfinite=False,
data=None, **kwargs)

参数说明

• x，y 输入数据，长度相同的数组，绘制散点图的数据点
• s 点的大小，默认为20，也可以是个数组，数组每个参数为对应点的大小
• c 点的颜色，默认为蓝色'b'，也可以是RGB或RGBA二维行数组
• marker 点的样式，默认为小圆圈'o'
• cmap 颜色映射，默认为None，用于将数据值映射到特定的颜色范围，c为浮点数数组的时生效。如果没有指定cmap，默认为viridis。显示需要使用plt.colorbar()
• norm 归一化，默认为None，用于将数据值归一化到[0, 1]的范围，c为浮点数数组的时生效
• vmin，vmax 亮度设置，在norm参数存在时会忽略
• alpha 透明度设置，0-1 之间，默认为None，即不透明
• linewidths 标记点的长度
• edgecolors 颜色或颜色序列，默认为'face'，可选值有'face','none',None
• plotnonfinite 布尔值，设置是否使用非限定的c(inf,-inf或nan)绘制点
• **kwargs 其他参数

颜色条参数可以为

颜色名称	反转色	描述
Accent	Accent_r	强调配色，适合分类数据
Blues	Blues_r	蓝色渐变，适合连续数据
BrBG	BrBG_r	棕色到蓝绿色渐变，用于两极数据对比
BuGn	BuGn_r	蓝色到绿色渐变，用于连续数据
BuPu	BuPu_r	蓝色到紫色渐变，用于连续数据
CMRmap	CMRmap_r	基于 CMR 的颜色映射
Dark2	Dark2_r	暗色系配色，用于分类数据
GnBu	GnBu_r	绿色到蓝色渐变，用于连续数据
Greens	Greens_r	绿色渐变，适合连续数据
Greys	Greys_r	灰色渐变，适合背景或无显著差异数据
OrRd	OrRd_r	橙色到红色渐变，适合强度数据
Oranges	Oranges_r	橙色渐变，适合连续数据
PRGn	PRGn_r	紫色到绿色渐变，两极对比
Paired	Paired_r	配对色，适合分类数据
Pastel1	Pastel1_r	柔和配色，适合分类数据
Pastel2	Pastel2_r	柔和配色，适合分类数据
PiYG	PiYG_r	粉色到黄绿色渐变，两极对比
PuBu	PuBu_r	紫色到蓝色渐变，用于连续数据
PuBuGn	PuBuGn_r	紫色到蓝绿色渐变，用于连续数据
PuOr	PuOr_r	紫色到橙色渐变，两极对比
PuRd	PuRd_r	紫色到红色渐变，用于连续数据
Purples	Purples_r	紫色渐变，适合连续数据
RdBu	RdBu_r	红色到蓝色渐变，两极对比
RdGy	RdGy_r	红色到灰色渐变，用于两极对比
RdPu	RdPu_r	红色到紫色渐变，用于连续数据
RdYlBu	RdYlBu_r	红色到黄色再到蓝色，用于两极对比
RdYlGn	RdYlGn_r	红色到黄色再到绿色，用于两极对比
Reds	Reds_r	红色渐变，适合强度或热量数据
Set1	Set1_r	配色集合1，适合分类数据
Set2	Set2_r	配色集合2，适合分类数据
Set3	Set3_r	配色集合3，适合分类数据
Spectral	Spectral_r	多色渐变，用于连续或离散数据
Wistia	Wistia_r	黄色调渐变，适合特殊效果
YlGn	YlGn_r	黄色到绿色渐变，用于连续数据
YlGnBu	YlGnBu_r	黄色到蓝绿色渐变，用于连续数据
YlOrBr	YlOrBr_r	黄色到橙棕渐变，用于连续数据
YlOrRd	YlOrRd_r	黄色到橙红渐变，用于强度或热量数据
viridis	viridis_r	蓝绿黄色调，常用于连续数据，视觉友好
plasma	plasma_r	高对比蓝黄渐变，适合连续数据
inferno	inferno_r	高对比橙黄渐变，适合连续数据
magma	magma_r	高对比紫黄渐变，适合连续数据
cividis	cividis_r	色盲友好的蓝绿色渐变
winter	winter_r	蓝绿色渐变，适合连续数据

柱形图

plt.bar(x, height, width=0.8, bottom=None, *, align='center', data=None, **kwargs)

参数说明

• x 浮点型数组，柱形图的x轴数据
• height 浮点型数组，柱形图的高度
• width 浮点型数组，柱形图的宽度
• bottom 浮点型数组，底座的y坐标，默认为0。
• align 柱形图与x坐标的对齐方式，默认为'center'以x位置为中心。可选'edge'将柱形图的左边缘与x位置对齐。要对齐右边缘，可以传递负的width
• tick_label 每个柱体的标签名称
• alpha 柱状填充颜色的透明度
• edgecolor 柱体的边框颜色
• linewidth 柱体边框线的宽度
• 水平方向的柱形图可以使用plt.barh()

饼图

plt.pie(x, explode=None, labels=None, colors=None, autopct=None, pctdistance=0.6, 
shadow=False, labeldistance=1.1, startangle=0, radius=1, counterclock=True, 
wedgeprops=None, textprops=None, center=0, 0, frame=False, rotatelabels=False, 
*, normalize=None, data=None)

参数说明

• x 浮点型数组或列表，用于绘制饼图的数据
• explode 数组，各个扇形之间的间隔，默认为0
• labels 列表，各个扇形的标签，默认为None
• colors 数组，各个扇形的颜色，默认为None
• autopct 设置饼图内各个扇形百分比显示格式，%d%%整数百分比，%0.1f一位小数，%0.1f%%一位小数百分比，%0.2f%%两位小数百分比
• labeldistance 标签标记的绘制位置，相对于半径的比例，默认值为1.1，如<1则绘制在饼图内侧
• pctdistance：：类似labeldistance，指定autopct的位置刻度，默认为0.6
• shadow 布尔值，设置饼图的阴影，默认为False，不设置阴影
• radius 设置饼图的半径，默认为1
• startangle 指定饼图的起始角度，默认为从x轴正方向逆时针画起，如设定=90则从y轴正方向画起
• counterclock 布尔值，指定是否逆时针绘制扇形，默认为True逆时针绘制
• wedgeprops 字典类型，默认为None。指定扇形的属性
  • linewidth 扇形边界线的宽度，默认为0
  • edgecolor 扇形边界线的颜色，默认为white
  • antialiased 布尔值，默认为True，对扇形边界进行抗锯齿处理
  • linestyle 边界线的线型，默认为'-'
  • hatch 扇形的填充图案（如'/','\\','-',' '等，支持组合）
• textprops 字典类型，指定文本标签的属性，默认为None
  • fontsize 文本字体大小，可以是整数或字符串（如'small','medium','large'等）默认值由Matplotlib配置决定
  • color 文本颜色，默认为'black'，支持颜色名称、十六进制值、RGB值或RGBA值
  • weight 字体粗细，默认为'normal'，常用值有'normal','bold','light'
  • style 字体样式，默认为'normal'，常用值有'normal','italic','oblique'
  • family 字体系列，如'serif','sans-serif','monospace'等，使用Matplotlib默认字体
  • verticalalignment 文本垂直对齐方式，默认为'center'，可选'center','top','bottom'
  • horizontalalignment 文本水平对齐方式，默认为'center'，可选'center','left','right'
  • rotation 文本旋转角度，以度为单位，正值为逆时针，负值为顺时针，默认值由布局决定
• center 浮点型列表，指定饼图的中心位置，默认(0,0)
• frame 布尔类型，指定是否绘制饼图的边框，默认False不绘制带有表的轴框架
• rotatelabels 布尔类型，指定是否旋转文本标签，默认为False不旋转
• normalize 布尔类型，指定是否对输入的数据进行归一化处理，为True会将所有值的和归一化为1.0，然后按比例绘制饼图
• data 指定数据。如果设置data参数，则可以直接使用数据框中的列作为x、labels等参数的值，无需再次传递

除此之外，pie()函数还可以返回三个参数

• wedges 包含扇形对象的列表
• texts 一个包含文本标签对象的列表
• autotexts 一个包含自动生成的文本标签对象的列表

直方图

plt.hist(x, bins=None, range=None, density=False, weights=None, cumulative=False, 
bottom=None, histtype='bar', align='mid', orientation='vertical', rwidth=None, 
log=False, color=None, label=None, stacked=False, **kwargs)

参数说明

• x 要绘制直方图的数据，一维数组或列表
• bins 直方图的箱数。默认为10
• range 直方图的值域范围，二元数组或列表。默认为None，即使用数据中的最小值和最大值
• density 是否将直方图归一化。默认为False，即直方图的高度为每个箱子内的样本数，而不是频率或概率密度
• weights 每个数据点的权重，默认为None
• cumulative 是否绘制累积分布图。默认为False
• bottom 直方图的起始高度。默认为None
• histtype 直方图的类型，默认为'bar'，可选
  • 'bar' 传统柱状图
  • 'barstacked' 堆叠柱状图
  • 'step' 无填充的折线图
  • 'stepfilled' 有填充的折线图
• align 直方图箱子的对齐方式，默认为'mid'，可以是'left'、'mid'、'right'
• orientation 直方图方向，默认为'vertical'，可以是'vertical'、'horizontal'
• rwidth 每个箱子的宽度，默认为None
• log 是否在y轴上使用对数刻度，默认为False
• color 直方图的颜色
• label 直方图的标签
• stacked 是否堆叠不同的直方图，默认为False
• **kwargs：可选参数
  • edgecolor 柱体边框颜色，默认为'black'
  • linewidth 柱体边框线宽（单位：点），默认为1.5
  • linestyle 柱体边框的线型，默认为'--'
  • alpha 透明度（0.0 到 1.0），值越小越透明，默认为0.7
  • hatch 填充图案
  • color 柱体颜色，可以是单个值或颜色列表，默认为blue

设置参数

颜色字符(color)

• 'b'或'blue' 蓝色
• 'm'或'magenta' 洋红色
• 'g'或'green' 绿色
• 'y'或'yellow' 黄色
• 'r'或'red' 红色
• 'k'或'black' 黑色
• 'w'或'white' 白色
• 'c'或'cyan' 青绿色
• #008000 RGB颜色字符串。多条曲线不指定颜色时，会自动选择不同颜色
• (0.1, 0.2, 0.5)或 (0.1, 0.2, 0.5, 0.8) RGB或RGBA值
• '0.5' 灰色

线型参数(linestyle)

• ‐或'solid' 实线
• ‐‐或'dashed' 虚线
• ‐.或'dashdot' 点划线
• :'或'dotted' 点线
• None 不划线

标记字符(marker)

• '.' 点
• ',' 像素点
• 'o' 实心圆
• 'v' 下三角
• '^' 上三角
• '<' 左三角
• '>' 右三角
• '1' 下三叉
• '2' 上三叉
• '3' 左三叉
• '4' 右三叉
• '8' 八角形
• 's' 正方形
• 'p' 五边形
• 'P' 加号（填充）
• '*' 星号
• 'h' 六边形 1
• 'H' 六边形 2
• '+' 加号
• 'x' 乘号 x
• 'X' 乘号 x (填充)
• 'D' 菱形
• 'd' 瘦菱形
• '|' 竖线
• '_' 横线
• 0 左横线
• 1 右横线
• 2 上竖线
• 3 下竖线
• 4 左箭头
• 5 右箭头
• 6 上箭头
• 7 下箭头
• 8 左箭头 (中间点为基准)
• 9 右箭头 (中间点为基准)
• 10 上箭头 (中间点为基准)
• 11 下箭头 (中间点为基准)
• None,' ','' 没有任何标记
• $...$ 渲染指定的字符。例如'$f$'以字母f为标记

填充图案(hatch)

• '/' 斜线
• '\' 反斜线
• '-' 横线
• '|' 竖线
• '+' 十字线
• 'x' 交叉线
• 'o' 圆圈
• '.' 点
• '*' 星形
• '-/--' 可重复符号形成更密集的图案

绘制多图

subplot()在绘图时需要指定位置，subplots()可以一次生成多个，在调用时只需要调用生成对象的ax即可

subplot()

plt.subplot(nrows, ncols, index, **kwargs)
plt.subplot(pos, **kwargs)
plt.subplot(**kwargs)
plt.subplot(ax)

以上函数将整个绘图区域分成nrows行和ncols列，然后从左到右，从上到下的顺序对每个子区域进行编号1...N，左上的子区域的编号为1、右下的区域编号为N，编号可以通过参数index来设置

subplots()

plt.subplots(nrows=1, ncols=1, *, sharex=False, sharey=False, squeeze=True, 
subplot_kw=None, gridspec_kw=None, **fig_kw)

参数说明

• nrows 默认为1，设置图表的行数
• ncols 默认为1，设置图表的列数
• sharex、sharey 设置x、y轴是否共享属性，默认为false，可设置为'none'、'all'、'row'或'col'。none每个子图的x轴或y轴都是独立的，'all'所有子图共享x轴或y轴，'row'设置每个子图行共享一个x轴或y轴，'col'每个子图列共享一个x轴或y轴
• squeeze 默认为True，表示额外的维度从返回的Axes(轴)对象中挤出，对于N*1或1*N个子图，返回一个1维数组，对于N*M，N>1和M>1返回一个2维数组。如果设置为False，则不进行挤压操作，返回一个元素为Axes实例的2维数组，即使它最终是1x1。
• subplot_kw 把字典的关键字传递给add_subplot()来创建每个子图
• gridspec_kw 把字典的关键字传递给GridSpec构造函数创建子图放在网格里
• **fig_kw：把详细的关键字参数传给figure()