Matplotlib Pyplot

Pyplot 是 Matplotlib 的子庫，提供了和 MATLAB 類似的繪圖 API。

Pyplot 是常用的繪圖模塊，能很方便讓用戶繪制 2D 圖表。

Pyplot 包含一系列繪圖函數(shù)的相關(guān)函數(shù)，每個函數(shù)會對當(dāng)前的圖像進(jìn)行一些修改，例如：給圖像加上標(biāo)記，生新的圖像，在圖像中產(chǎn)生新的繪圖區(qū)域等等。

使用的時候，我們可以使用 ?import ?導(dǎo)入 pyplot 庫，并設(shè)置一個別名 ?plt?：

import matplotlib.pyplot as plt

這樣我們就可以使用 ?plt ?來引用 Pyplot 包的方法。

以下實(shí)例，我們通過兩個坐標(biāo) (0,0) 到 (0,100) 來繪制一條線:

實(shí)例

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

xpoints = np.array([0, 6])
ypoints = np.array([0, 100]) 

plt.plot(xpoints, ypoints)
plt.show()

輸出結(jié)果如下所示：

以上實(shí)例中我們使用了 Pyplot 的 plot() 函數(shù)， plot() 函數(shù)是繪制二維圖形的最基本函數(shù)。

plot() 用于畫圖它可以繪制點(diǎn)和線，語法格式如下：

# 畫單條線
plot([x], y, [fmt], *, data=None, **kwargs)
# 畫多條線
plot([x], y, [fmt], [x2], y2, [fmt2], ..., **kwargs)

參數(shù)說明：

• x, y：點(diǎn)或線的節(jié)點(diǎn)，x 為 x 軸數(shù)據(jù)，y 為 y 軸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以列表或數(shù)組。
• fmt：可選，定義基本格式（如顏色、標(biāo)記和線條樣式）。
• **kwargs：可選，用在二維平面圖上，設(shè)置指定屬性，如標(biāo)簽，線的寬度等。

>>> plot(x, y)        # 創(chuàng)建 y 中數(shù)據(jù)與 x 中對應(yīng)值的二維線圖，使用默認(rèn)樣式
>>> plot(x, y, 'bo')  # 創(chuàng)建 y 中數(shù)據(jù)與 x 中對應(yīng)值的二維線圖，使用藍(lán)色實(shí)心圈繪制
>>> plot(y)           # x 的值為 0..N-1
>>> plot(y, 'r+')     # 使用紅色 + 號

顏色字符：'b' 藍(lán)色，'m' 洋紅色，'g' 綠色，'y' 黃色，'r' 紅色，'k' 黑色，'w' 白色，'c' 青綠色，'#008000' RGB 顏色符串。多條曲線不指定顏色時，會自動選擇不同顏色。

線型參數(shù)：'‐' 實(shí)線，'‐‐' 破折線，'‐.' 點(diǎn)劃線，':' 虛線。

標(biāo)記字符：'.' 點(diǎn)標(biāo)記，',' 像素標(biāo)記(極小點(diǎn))，'o' 實(shí)心圈標(biāo)記，'v' 倒三角標(biāo)記，'^' 上三角標(biāo)記，'>' 右三角標(biāo)記，'<' 左三角標(biāo)記...等等。

如果我們要繪制坐標(biāo) (1, 3) 到 (8, 10) 的線，我們就需要傳遞兩個數(shù)組 [1, 8] 和 [3, 10] 給 plot 函數(shù)：

實(shí)例

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

xpoints = np.array([1, 8])
ypoints = np.array([3, 10])

plt.plot(xpoints, ypoints)
plt.show()

以上代碼輸出結(jié)果為：

如果我們只想繪制兩個坐標(biāo)點(diǎn)，而不是一條線，可以使用 o 參數(shù)，表示一個實(shí)心圈的標(biāo)記：

繪制坐標(biāo) (1, 3) 和 (8, 10) 的兩個點(diǎn)

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

xpoints = np.array([1, 8])
ypoints = np.array([3, 10])

plt.plot(xpoints, ypoints, 'o')
plt.show()

以上代碼輸出結(jié)果為：

我們也可以繪制任意數(shù)量的點(diǎn)，只需確保兩個軸上的點(diǎn)數(shù)相同即可。

繪制一條不規(guī)則線，坐標(biāo)為 (1, 3) 、 (2, 8) 、(6, 1) 、(8, 10)，對應(yīng)的兩個數(shù)組為：[1, 2, 6, 8] 與 [3, 8, 1, 10]。

實(shí)例

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

xpoints = np.array([1, 2, 6, 8])
ypoints = np.array([3, 8, 1, 10])

plt.plot(xpoints, ypoints)
plt.show()

以上代碼輸出結(jié)果為：

如果我們不指定 x 軸上的點(diǎn)，則 x 會根據(jù) y 的值來設(shè)置為 0, 1, 2, 3..N-1。

實(shí)例

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

ypoints = np.array([3, 10])

plt.plot(ypoints)
plt.show()

以上代碼輸出結(jié)果為：

從上圖可以看出 x 的值默認(rèn)設(shè)置為 [0, 1]。

再看一個有更多值的實(shí)例：

實(shí)例

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

ypoints = np.array([3, 8, 1, 10, 5, 7])

plt.plot(ypoints)
plt.show()

以上代碼輸出結(jié)果為：

從上圖可以看出 x 的值默認(rèn)設(shè)置為 [0, 1, 2, 3, 4, 5]。

以下實(shí)例我們繪制一個正弦和余弦圖，在 plt.plot() 參數(shù)中包含兩對 x,y 值，第一對是 x,y，這對應(yīng)于正弦函數(shù)，第二對是 x,z，這對應(yīng)于余弦函數(shù)。

實(shí)例

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.arange(0,4*np.pi,0.1)   # start,stop,step
y = np.sin(x)
z = np.cos(x)
plt.plot(x,y,x,z)
plt.show()

以上代碼輸出結(jié)果為：