python使用matplotlib繪圖詳解

matplotlib是python最著名的繪圖庫，它提供了一整套和matlab相似的命令API，十分適合互動式地進行製圖。而且也可以方便地將它作為繪圖控件，嵌入GUI應用程式中。它的文件相當完備，並且Gallery頁面中有上百幅縮圖，開啟之後都有原始程式。因此如果你需要繪製某種類型的圖，只需要在這個頁面中瀏覽/複製/貼上一下，基本上都能搞定。

       這篇我們用matplotlib從構造最簡單的bar一步一步到複雜的bar前進。什麼是最簡單的bar，看如下語句你就知道她有多簡單了：

import matplotlib.pyplot as plt 
  
plt.bar(left = 0,height = 1)
plt.show()

執行效果：

是的，三句話就可以了，是我見過最簡單的繪圖語句。首先我們import了matplotlib.pyplot ，然後直接呼叫其bar方法，最後用show顯示圖像。我解釋一下bar中的兩個參數：

left：柱形的左邊緣的位置，如果我們指定1那麼當前柱形的左邊緣的x值就是1.0了

height：這是柱形的高度，也就是Y軸的值了

left，height除了可以使用單獨的值（此時是一個柱形），也可以使用元組來替換（此時代表多個矩形）。例如，下面的例子：

import matplotlib.pyplot as plt
  
plt.bar(left = (0,1),height = (1,0.5))
plt.show()

可以看到 left = (0,1)的意思是總共有兩個長方形，第一個的左邊緣為0，第二個的左邊緣為1。 height參數同理。

當然，可能你還覺得這兩個長方形「太胖」了。此時我們可以透過指定bar的width參數來設定它們的寬度。

import matplotlib.pyplot as plt
  
plt.bar(left = (0,1),height = (1,0.5),width = 0.35)
plt.show()

此時又來需求了，我需要標明x，y軸的說明。例如x軸是性別，y軸是人數。實作也很簡單，看程式碼：

import matplotlib.pyplot as plt
  
plt.xlabel(u'性别')
plt.ylabel(u'人数')
plt.bar(left = (0,1),height = (1,0.5),width = 0.35)
plt.show()

注意這裡的中文一定要用u（3.0以上好像不用，我用的2.7），因為matplotlib只支援unicode。接下來，讓我們在x軸上的每個bar進行說明。例如第一個是“男”，第二個是“女”。

import matplotlib.pyplot as plt
  
plt.xlabel(u'性别')
plt.ylabel(u'人数')
  
plt.xticks((0,1),(u'男',u'女'))
  
plt.bar(left = (0,1),height = (1,0.5),width = 0.35)
  
plt.show()

plt.xticks的用法和我們前面說到的left,height的用法差不多。如果你有幾個bar，那就是幾維的元組。第一個是文字的位置，第二個是具體的文字說明。不過這裡有個問題，很顯然我們指定的位置有些“偏移”，最理想的狀態應該在每個矩形的中間。你可以更改(0,1)=>( (0+0.35)/2 ,(1+0.35)/2 )不過這樣比較麻煩。我們可以直接指定bar方法裡面的align="center"就可以讓文字居中了

import matplotlib.pyplot as plt
  
plt.xlabel(u'性别')
plt.ylabel(u'人数')
  
plt.xticks((0,1),(u'男',u'女'))
  
plt.bar(left = (0,1),height = (1,0.5),width = 0.35,align="center")
  
plt.show()

接下來，我們也可以為圖示加入標題。

plt.title(u"性别比例分析")

當然，還有圖例也少不掉:

import matplotlib.pyplot as plt
  
plt.xlabel(u'性别')
plt.ylabel(u'人数')
  
  
plt.title(u"性别比例分析")
plt.xticks((0,1),(u'男',u'女'))
rect = plt.bar(left = (0,1),height = (1,0.5),width = 0.35,align="center")
  
plt.legend((rect,),(u"图例",))
  
plt.show()

注意這裡的legend方法，裡面的參數必須是元組。即使你只有一個圖例，不然顯示不正確。

接下來，我們還可以在每個矩形的上面標註它具體點Y值。這裡，我們需要用到一個通用的方法：

def autolabel(rects):
    for rect in rects:
        height = rect.get_height()
        plt.text(rect.get_x()+rect.get_width()/2., 1.03*height, '%s' % float(height))

其中plt.text的參數分別是：x座標，y座標，要顯示的文字。所以，呼叫程式碼如下：

import matplotlib.pyplot as plt
  
def autolabel(rects):
    for rect in rects:
        height = rect.get_height()
        plt.text(rect.get_x()+rect.get_width()/2., 1.03*height, '%s' % float(height))
  
plt.xlabel(u'性别')
plt.ylabel(u'人数')
  
  
plt.title(u"性别比例分析")
plt.xticks((0,1),(u'男',u'女'))
rect = plt.bar(left = (0,1),height = (1,0.5),width = 0.35,align="center")
  
plt.legend((rect,),(u"图例",))
autolabel(rect)
  
plt.show()

到這裡這個圖形已經基本完備了，不過可以看到你一個矩形緊靠這頂部，不是很好看。最好能夠空出一段距離出來就好了。這個設定我沒有找到具體的屬性。不過，我還是透過一個小技巧來實現了。就是bar屬性的yerr參數。一旦設定了這個參數，那麼對應的矩形上面就會有一個垂直的線，我不知道他是做什麼的。不過當我把這個值設定的很小的時候，上面的空白就自動空出來了。如圖：

rect = plt.bar(left = (0,1),height = (1,0.5),width = 0.35,align="center",yerr=0.000001)

能否空出空白來暫時還沒找到（xerr參數不行）

🎜