Python科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理—繪制精美的圖表.doc

1、Python 科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理 繪制精美的圖表Matplotlib 是 python 中最著名的繪圖庫。matlab 提供了一套類似于MATLAB的命令A(yù)PI,非常適合交互式繪圖。而且可以作為繪圖控件方便地嵌入到圖形用戶界面應(yīng)用程序中。它的文檔非常完整，在圖庫頁面中有數(shù)百個(gè)縮略圖。打開后，有源程序。因此， 如果你需要畫一個(gè)特定類型的地圖，你基本上可以通過瀏覽、復(fù)制和粘貼來完成。顯示頁面地址：快速繪圖快速繪圖 matlab plot庫的pyplot子 庫提供了一個(gè)類似MATLAB的繪圖API,方便用戶快速繪制三維圖 表。(matplotlibsimpleplotpy)pylab 模塊 matp

2、lotlib 還提供了一個(gè)名為pylab的模塊，該模塊包含了 numpy和pyplot中常用的許多功能，以方便用戶快速計(jì)算和繪制，并可用于IPython 中的快速交互使用?？焖倮L圖庫中的快速繪圖函數(shù)庫可以通過以下語句加載:下一步調(diào)用圖形創(chuàng)建一個(gè)繪圖對象并使其成為當(dāng)前繪圖對象。figsize 參數(shù)允許您指定繪圖對象的寬度和高度單位。英寸dpi 參數(shù)指定繪圖對象的分辨率，即每英寸多少像素。默認(rèn)值為。因此，本例中創(chuàng)建的圖表窗口的寬度為* = 像素。IMPORTMATplotLIBPYPLOTASPTLTPLTFIGURE(FigureSize =(， )也可以在不創(chuàng)建繪圖對象的情況下進(jìn)行快速繪圖。直

3、接調(diào)用下面的PLOT 函數(shù)直接繪制一個(gè)繪圖matplotlib 將自動創(chuàng)建一個(gè)繪圖對象。如果需要同時(shí)繪制多個(gè)圖表，可以通過傳遞一個(gè)整數(shù)參數(shù)來指定圖形圖標(biāo)的序列號。如果具有指定序列號的圖形對象已經(jīng)存在，它不會創(chuàng)建新對象，而只會使其成為當(dāng)前圖形對象。以下兩行程序通過調(diào)用繪圖函數(shù)在當(dāng)前繪圖對象中繪制:繪圖繪圖繪圖(x， y， label = $ sin (x) $， color = red， linewidth =) 繪圖繪圖繪圖(x， z， b， label = $ cos (x) $)調(diào)用繪圖函數(shù)的方法很靈活。在第一句傳遞x， y 數(shù)組進(jìn)行繪圖后，使用關(guān)鍵參數(shù)指定各種屬性:bulllabel:為

4、繪制的曲線命名。這個(gè)名字顯示在圖例中。只要在字符串前后添加# # $ # #崎號matplotlib,就將使用 其嵌入式latex引擎繪制的數(shù)學(xué)公式。Bullcolor: 指定曲線的顏色bulllinewidth: 指定曲線的寬度第三個(gè)參數(shù)lsquorsquob、指定曲線的顏色和線型 Pltlot (x, y, label =$ sin (x) $， color = red， lineWidth =) Pltlot (x ， z， b， Label = $ cos (x) $)快速繪制下一步，繪圖對象的各種屬性是通過一系列函數(shù)來設(shè)置的:bull label:設(shè)置X軸和Y軸的文本bulltitl

5、e:設(shè)置圖表的標(biāo)題bullylim: 設(shè)置Y軸的范圍bulllegend:顯示圖表最后，調(diào)用pltshow()來顯示所有 創(chuàng)建的繪圖對象。PLT Label(time(s)PLT Label(volt)PLT title(pyplot first example)PLT lim( ， )pltllegend()quick drawing importnumppyanpmportationplotlibpyplotaspltx = NPL space（， ）y = npsin(x)z = npcos(x * *)PLT fig size =( ， )pltplot(x， y， label=$si

6、n(x)$， color=red, line width =)PLT PLT plot(x , z, b, Label = $ cos (x)圖像格 式由圖像文件的擴(kuò)展名決定。以下程序?qū)?dāng)前圖表保存為testpng， 并通過 dpi 參數(shù)指定圖像的分辨率，以便輸出圖像的寬度為X=像素。事實(shí)上，您不需要調(diào)用show()來顯示圖表。您可以使用保存圖 ()將圖表直接保存為圖像文件。使用這種方法，您可以很容易地編寫程序RunmatPlolibSimplePlotsAthaveFig(TestPng， DPI =)來快速繪制多軸圖。一個(gè)繪圖對象(圖形)可以包含多個(gè)軸。在MatPlotLib 中，您可以使

7、用軸來表示繪圖區(qū)域，這可以理解為子圖。在上面的第一個(gè)示例中，繪圖對象僅包括一個(gè)軸，因此僅顯示一個(gè)軸(軸 )。您可以使用子圖功能快速繪制多軸圖表。子圖 函數(shù)的調(diào)用形式 如下 : 子圖 (numRows， numCols，Plotnum)快速繪圖子圖將整個(gè)繪圖區(qū)域分成Numrows行和Numcols子區(qū)域列，然后從左到右從上到下對每個(gè)子區(qū)域進(jìn)行編號。左上角子區(qū)域的編號是。如果三個(gè)數(shù)字numRowsnumCols和plotNum小于，它們可以縮寫為整數(shù)，例如子圖()和子圖(， ， )是相同的。子圖在由plotNum 指定的區(qū)域中創(chuàng)建軸對象。如果新創(chuàng)建的軸與先前創(chuàng)建的軸重疊，則先前的軸將被刪除。以下快

8、速繪制過程創(chuàng)建總共有軸的行和列。通過 axisbg 參數(shù)為每個(gè)軸設(shè)置不同的背景顏色。 如果希望軸占據(jù)整個(gè)行或列，可以調(diào)用子圖形:對于IDX，ColorineNumerate (RGBYCK): PLT 子 圖 形 (IDX ， Axisbg = color)pltshow()pltsubplot()# 第 一 行 左 pltsubplot()# 第 一 行 右 pltsubplot()#第二個(gè)全行 pits how()快速繪圖當(dāng)繪圖對象中有多個(gè)軸 時(shí)， 可以通過工具欄中的“配置子圖形”按鈕交互式調(diào)整軸間距以及軸與邊框之間的距離。如果你想在程序中進(jìn)行調(diào)整，你可以調(diào)用subplotsadjust函

9、數(shù)，它有幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，如左、右、下、上、下空間、空間等等。這 些參數(shù)的值是介于之間的小數(shù)，它們是由繪圖區(qū)域的寬度和高度標(biāo)準(zhǔn)化的坐標(biāo)或長度?？焖倮L制子圖()返回它創(chuàng)建的軸對象。您可以用變量保存它，然后用sca(潛換它們，使其成為當(dāng)前的Axes對象，并調(diào)用plot() 在其中繪制。如果需要同時(shí)繪制多個(gè)圖表，可以向Figure。傳遞一個(gè)整數(shù)參數(shù)，以指定Figure對象的序列號。如果序列號指定的圖形對象已經(jīng) 存在，則不會創(chuàng)建新對象，而只會創(chuàng)建當(dāng)前圖形對象。以下過程演示了如何依次在不同圖形的不同子圖形中繪制 曲線。(matplotlibmultifigurepy) 快速繪圖首先，通過圖()， 創(chuàng)建了兩個(gè)

10、分別具有和序列號的圖表。然后，在圖中并排創(chuàng)建兩個(gè)子圖，并用變量 ax和ax保存。ImportNumPyasnImportMatchPlatLibPyPlotaspltPlotFigure()#創(chuàng)建圖表圖形()#創(chuàng)建圖表AX =繪圖子圖形()#創(chuàng)建子圖形AX =繪圖子圖形()#創(chuàng)建子圖形X = 圖形空間(， )，在圖表中快速繪制調(diào)用循環(huán)中的圖形()以使圖表成為當(dāng)前圖表并在其中繪制。然后調(diào)用sca(ax心口 sca(ax汾別將子圖ax和ax作為當(dāng)前子圖并繪制在其中。當(dāng)它們成為當(dāng)前子圖時(shí)，包含它們的圖將自動成為當(dāng)前圖，因此不需要調(diào)用figure()來依次在圖和圖的兩個(gè)子圖之間切換，并逐 漸為 iin

11、xrange()添加新曲線：pltfigure()# 選擇圖 pltplot(x , npexp (I* x) pltsca (ax) #選擇圖的子圖pltplot (x) 。 Nspin (i * x) pltsca (ax) #選擇圖表的子圖pltlot (x ， npcos (i * x) pltltshow() 快速繪圖軸設(shè)置軸容器包括軸刻度線、刻度線標(biāo)簽、坐標(biāo)網(wǎng)格和軸標(biāo)題等。該標(biāo)度包括分別由getmajorticks()和getminorticks()方法獲得的主標(biāo)度和子標(biāo)度。每個(gè)刻度線都是包含實(shí)際刻度線和刻度標(biāo)簽的XTick 或YTick 對象。為了便于訪問刻度線和文本軸對象，提供

12、了getticklabels()和getticklines()方法來直接獲取刻度線和刻度線。下 面 的 示 例 繪 制 并 獲 取 當(dāng) 前 子 圖 的 X 軸 對 象 軸 :PLT PLOT(， ， ， )PLT SHOW () AXIS = PLT GCA () XAXIS 快速繪制以獲取軸對象的刻度位置列表:下面是axis 對象的刻度標(biāo)簽和標(biāo)簽中的文本:axisgetticklocs()數(shù)組(，)axisgetticklabels()#獲取亥ll度標(biāo)簽歹！J表 alistoftextmajorticklabelobjectsxgettext()forxinasgetticklabels()

13、# 獲取文 本字符串u#, u#?？梢钥闯?，在X軸上總共有個(gè)刻度線。由于沒 有次要刻度線，次要刻度線列表的長度為:X 軸上刻度線的配置可以通 過 使 用 pyplot 模 塊 中 的 xticks() 來 完 成 :axis getticklines()Alistalflinedditrinesobjectsaxisetcklines(minor = true)# 獲取 次要刻度線列表alistafflinedditrinesobjectspltxticks(font size =， color =red， rotation =)在上面的示例中，次要刻度線列表為空，因?yàn)橛糜谟?jì) 算次要刻度線位置

14、的對象默認(rèn)為定位器計(jì)算主標(biāo)尺位置的對象是自動定位儀，它根據(jù)當(dāng)前配置(如縮放)自動計(jì)算標(biāo)尺的位置。matplotlib 提供了各種定位器類來配置刻度線的位置，還提供了格式化程序類來控制刻度標(biāo)簽的顯示。以下程序?qū) 軸的主刻度設(shè)置為圓周率，副刻度設(shè)置為圓周率，主刻度上的標(biāo)簽用數(shù)學(xué)符號顯示圓周率。(matplotlibaxistextpy 自定義坐標(biāo)軸的比例和文本)與快速繪圖和比例定位以及文本格式相關(guān)的類在matplotlibticker 模塊中定義，程序從該模塊中加載兩個(gè)類：MultipleLocationon。在快速繪圖程序中， 與比例值相對應(yīng)的比例文本是通過piformatter()(復(fù)雜)d

15、efpiformatter(x, pos)計(jì)算出來的=andm = =: m, n = m, nifm = =:return IFF = = and n = =:return $ pi $ IFN = =:return NR $ dpi $ mifm = =:return NR $ frac pi d $ nreturnr $ frac dpi d $(m, n)快速繪圖 X = NPL 空間(，*nppi， endpoint=True)Xarray(， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， )pltxticks(， ， ， ， ， ， ， ， ， ， r # $ $， r#

16、$pi r # $ pi $ #， r # $ pi $ #) # r # $ frac pi $ # ，快速繪制將主刻 度線、次刻度線放在指定值的整數(shù)倍刻度上。使用指定的函數(shù)計(jì)算縮放文本。它將刻度值和刻度的序列號作 為 參 數(shù) 傳 遞 給 函 數(shù) axxaxissetmajor locator(nppi)axxaxissetminollocator(nppi ), 該 函 數(shù) 計(jì) 算 刻 度 文 本 axxaxissetmajorrformatter(func formatter)(piformatter)# 設(shè)置范 圍plylim( , )plklim ,Npmax(x)快速繪制 plsu

17、bflotsadjust(bottom =)#將繪 圖 的 下 邊 緣 設(shè) 置 為plgrid()# 開 放 網(wǎng) 格 # 主刻度 是piaxxaxissetmajorritor(NPPI)#主刻度文本使用piformatter 函數(shù)計(jì)算axxaxissetmajorritor formatter(func formatter)(piformatter)# 次亥ll度是 piaxxaxissetminorlocator(多 定位器(NPPI) #設(shè)置刻度文本 的大小 fortickinaxxaxisgetmajorritockets():tickelableftfont size()plshow

18、() 快速繪 制讓我們看看如何在對數(shù)坐標(biāo)系中繪圖。繪制對數(shù)坐標(biāo)有三個(gè)函數(shù):半對數(shù)()、 半對數(shù)()和對數(shù)()， 當(dāng) x軸是對數(shù)、Y 軸是對數(shù)且兩個(gè)軸都是對數(shù)時(shí)，它們繪制圖形。繪圖功能簡介以下程序使用不同的坐標(biāo)系繪制低通濾波器的頻率響應(yīng)曲線。左上圖是由圖()繪制的算術(shù)坐標(biāo)系，右上圖是由半對數(shù)()繪制的 X 軸對數(shù)坐標(biāo)系，左下圖是由半對數(shù)()繪制的Y 軸對數(shù)坐標(biāo)系，右下圖是由對數(shù)()繪制的雙對數(shù)坐標(biāo)系。由雙對數(shù)坐標(biāo)系表示的頻率響應(yīng)曲線通常稱為波特圖(matplotliblogpy)importnumpyasymportantmatplotlibplotaspltw = nplinspace(， )

19、p = npabs (j * w) #低通濾波器頻率響應(yīng)曲線功能介紹。linewidth=)pltylim(，)pltsubplot()pltsemilogx(w，p，linewidth=)pltylim(，)pltsubplot()pltsemilogy(w，p，linewidth=)pltylim( ， )pl tsubplot()PLT glog(w ， p ， Linewidth=)pltylim( , )pltshow()繪圖函數(shù)簡介繪圖函數(shù)簡介極坐標(biāo)系 統(tǒng)極坐標(biāo)系統(tǒng)與笛卡爾(XY) 坐標(biāo)系完全不同。極坐標(biāo)系統(tǒng)中的點(diǎn)由夾角和距中心點(diǎn)的距離表示。以下程序繪制極坐標(biāo)圖(matplotli

20、bpolarpy)。ImportNumPyanImportMatplotlibplotasplttheta = nParange(， * NPPI),在繪圖函數(shù)介紹程序中調(diào)用子圖()創(chuàng)建子圖時(shí)，通過將極坐 標(biāo)參數(shù)設(shè)置為“真 ”來創(chuàng)建極坐標(biāo)子圖。然后調(diào)用plot()在極坐標(biāo)子圖中繪圖。您也可以使用極坐標(biāo)()直接創(chuàng)建極坐標(biāo)子圖，并在其中繪制曲線。 PLT 子 圖 ( ， POLAR = TRUE) PLT 圖 (THETA ， *NPONESLIKE (THETA) ， LINE WIDTH =) PLT 圖 (* THETA， THETA， LINE WIDTH =)繪圖功能簡介rgrids()

21、設(shè)置同心圓網(wǎng)格的半徑大小和 文本注釋的角度。 因此， 右邊的虛線圓具有三個(gè)半徑、并且這些字符分別沿著deg線排列Thetagrids()設(shè)置輻射網(wǎng)格的角度，因此右圖中只有兩個(gè)輻射 角度分別為deg 和deg。pltsubplot( ， polar=True)pltplot(theta ， *npcos(*theta) ， linewidth=)pltplot(theta ， *npcos(*theta) ， line width =)PLT grids(nparange(, ), angle=)pltthetagrids(, )pltshow()繪圖函數(shù)簡介繪 圖函數(shù)簡介直方圖使用每列的長度來

22、指示值的大小。它們通常用于比較兩組或多組值。以下程序從文件中讀取中國人口的年齡分布數(shù)據(jù)，并使用直方圖比較男性和女性的年齡分布。(matplotlibbarpy 繪制年齡分布圖，比較男性和女性人口)通過導(dǎo)入 ImportNumPyasInpImportMatplotlibpyplotslt 繪制函數(shù)讀取的數(shù) 據(jù)中的第一列是年齡，它將用作直方圖的橫坐標(biāo)。首先， 計(jì)算直方圖中每一列的寬度。因?yàn)槊總€(gè)年齡組要畫兩列，所以列的寬度應(yīng)該小于年齡組的一半。這里，柱子的寬度是這個(gè)年齡組的兩倍。Data = n load txt(China population text)width =(data ， data，

23、 * drawing function introduction調(diào)用bar()繪制男性人口分布直方圖。它的第一個(gè)參數(shù)是每列左邊緣的橫坐標(biāo)。為了將男性和女性列放在年齡刻度的中心，讓每列左側(cè)的橫坐標(biāo)為年齡減去列的寬度。Bar()的第二個(gè)參數(shù)為每列的高度指定所有列的寬度，第三個(gè)參數(shù)為。當(dāng)?shù)谌齻€(gè)參數(shù)是序列時(shí)，可以為每列指定一個(gè)寬度。Pltfigure (figure size =(， )pltfar (data:， width ， data:， e， width ， color = b , label = u men)繪圖功能簡介繪制女性人口分布直方圖。這 里， 列的左邊緣橫坐標(biāo)是基于年齡的，因此女性

24、和男性的人口分布以年齡為中心。由于bar()不會自動修改顏色，因此兩個(gè)直方圖的顏色是通 過程序中的顏色參數(shù)設(shè)置的。Pltlbar(數(shù)據(jù)：，data:, e, width , color = r, label = u femal)pl txlim(width) ， pl tlxlabel(u age)pl tlabel(u population(ten million)pl tllegend()pl tltshow()繪圖函數(shù)簡介繪圖函數(shù)簡介哈希映射使用plot()繪圖時(shí)，如果指定的樣式參數(shù)僅繪制數(shù)據(jù)點(diǎn)，則繪制哈希映射。例如:但是，用這種方法繪制的點(diǎn)不能單獨(dú)指定顏色和大小。散布()繪制的散列圖可

25、以指定每個(gè)點(diǎn)的顏色和大小。下面的程序演示了散點(diǎn)圖()的用法。散點(diǎn)圖()的前兩個(gè)參數(shù)是數(shù)組分別指定每個(gè)點(diǎn)的X 軸和 Y 軸的坐標(biāo)。由 S 參數(shù)指定的點(diǎn)的大小與點(diǎn)的面積成比例。它可以是一個(gè)數(shù)字 importnumpyasynpmportantmatchplotlibplotaspltplt figure(figure size =(， )x = nprandomrandom()y = nprandomrandom()PLT statter(x， y， s = x * ， c = y， marker =( ， )， alpha =， Lw =， facecolors = none) pltxlim(

26、 , )pltylim( , )pltshow()繪圖函數(shù)簡介指定所有點(diǎn)的大小，或者 一個(gè)數(shù)組分別指定每個(gè)點(diǎn)的大小。C 參數(shù)指定每個(gè)點(diǎn)的顏色可以是數(shù)字或數(shù)組。這里，一維數(shù)組用于為每個(gè)點(diǎn)指定一個(gè)值。顏色映射表中的每個(gè)值對應(yīng)一種顏色。在默認(rèn)的顏色映射表中，藍(lán)色對應(yīng)于最小值，紅色對應(yīng)于最大值。當(dāng)C參數(shù)是一個(gè)形狀為(n)、(n)或(n)的二維數(shù)組時(shí)，它直接表示每個(gè)點(diǎn)的RGB 顏色。標(biāo)記參數(shù)設(shè)置點(diǎn)的形狀可以是表示形狀的字符串或表示多邊形的兩個(gè)元素的元組。第一個(gè)元素表示多邊形的邊數(shù)。繪圖功能簡介。第二個(gè)元素表示多邊形的樣式。數(shù)值范圍為、 、 。無論邊數(shù)多少，多邊形表示星形，星形表示圓形。最后，通過alph

27、a參數(shù)設(shè)置點(diǎn)的透明度設(shè)置線寬，lw參數(shù)設(shè) 置線寬 lw 是線寬的縮寫。Facecolors參數(shù)為none表示哈希點(diǎn)沒有填充顏色。繪圖功能簡介繪圖功能簡介圖像imread()和imshow()提供簡 單的圖像加載和顯示功能，imread()可以從圖像文件中讀取數(shù)據(jù)，以 獲得表示圖像的NumPy數(shù)組。它的第一個(gè)參數(shù)是文件名或文件對象格式參數(shù)，它指定圖像類型。如果省略，圖像類型由文件擴(kuò)展名決定。對于灰度圖像，它返回帶有形狀的數(shù)組；對于彩色圖像，它返回帶有形狀的數(shù)組。其中m是圖像的高度，n是圖像的寬度，c是或，表示圖像 的通道數(shù)。下面的程序從lenajpg 中讀取圖像數(shù)據(jù)，得到一個(gè)數(shù)組Img，它是一個(gè)

28、單字節(jié)無符號整數(shù)數(shù)組，形狀為(， ， )。這是因?yàn)槌Ｓ玫膱D像使用單個(gè)字節(jié)來存儲每個(gè)像素的分量，紅色、綠色、藍(lán)色三個(gè)通道:IMG = PLTIMRED(LENA JPG)IMGSHAPE(L， L， L) IMGDTypedType (# uint #)繪圖函數(shù)Introductionimshow()可用于顯示由IMREAD()返回的數(shù)組。如果陣列是表示多通道圖像的三維陣列，每個(gè)像素的顏色由每個(gè)通道的值決定:請注意，從JPG 圖像讀取的數(shù)據(jù)是顛倒的。為了正常顯示圖像，可以反轉(zhuǎn)陣列的第一個(gè)軸，或者將 imshow()的origin參數(shù)設(shè)置為更低。因此， 顯示的圖表的原點(diǎn)在左下角:pltimshow

29、(img)#注意，圖像是倒置的 pltimshow(img:)#反轉(zhuǎn)圖像數(shù)組的第一個(gè)軸#或 ltimshow(img， origin = lower) # 讓圖表的原點(diǎn)在左下角。繪圖功能的簡要說明如果三維數(shù)組的元素類型是浮點(diǎn)數(shù)，則元素的值域是to， 對應(yīng)于顏色值to。超出此范圍的像素可能有顏色異常。下面的示例將數(shù)組img 轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)組，并使用imshow()顯示它 :img=img:pltimshow(img*)# 浮點(diǎn)數(shù)字組的值在到的范圍內(nèi)，無法正確顯示顏色 pltimshow(img)#浮點(diǎn)數(shù)字組的值在到的范圍內(nèi)，可 以正確顯示顏色pltimshow(img、)#使用clip()來限制值

30、范圍整個(gè)圖 像增亮繪圖功能簡介如果imshow()的參數(shù)是二維數(shù)組，請使用顏色映 射表來:顯示效果很嚇人，因?yàn)槟J(rèn)的圖像映射將最小值映射為藍(lán)色、而最大值映射為紅色。您可以使用colorbar()在圖表中顯示顏色映射：pltimshow(img: , )pltcolorbar()繪圖 函數(shù)簡介imshow()的cmap參數(shù)可以修改顯示圖像時(shí)使用的顏色映 射。顏色映射表是一個(gè)顏色映射對象。matplotlib 中已經(jīng)預(yù)定義了許多顏色映射表。這些顏色映射表的名稱可以通過下面的語句找到:(matplotlibimshowpy)下面的顏色映射表名為 copper,用于顯示圖 像的紅色通道，它具有舊照片的

31、味 道:IMPORTmatplotlibrascmapnameslsquotradarsquao 、RSQUOPPERRSQUO、 LSQUORDYLN #、 LSQUOTERSQUAO 、 RSQUOSUMNERSQUAO 。rsquospringrsquo ，rsquogistnkarsquopltimshow(img:, , , Cmap=cmcopper診圖功能簡介 importnumpyasnmpmportantmapplotlibplotaspltimporttportmapplotlibcm asmpltsupplotadjustment，( ， ， )PLT upplot()i

32、mg = pltimread(lenajpg)PLT usow(img)PLT upplot()pltimshow(img:)PLT upplot()pltimshow(img ， Origin = lower)img = img:PLT upplt PLT plot plot PLT PLT 下面的程序使用圖像直觀地顯示二進(jìn)制函數(shù)(matplotlibdfuncpy 使用 imshow()來可視化二進(jìn)制函 數(shù) )importnumpyasynpmportantmatplotlibportmapportmatplotlibcmasmy ， x = npgrid:j ， :JZ = x * np

33、exp(x * * y * *)extend = npmin(x) ， npmax (x)， npmin (y)， npmax(y)drawing function 簡介。 首先，通過數(shù)組的廣播函數(shù)計(jì)算表示函數(shù)值的二維數(shù)組 z。請注意，它的第一個(gè)軸代表y 軸、第一個(gè)軸代表x 軸。然后將 X、 Y 軸的值范圍保存到范圍列表中。pltfigure(figsize=( ， )pltsubplot()pltimshow(z， extent=extent， Origin = lower)PLT colorbar()PLT subplot()PLT imshow(z ， extent=extent， cm

34、ap=cmgray， Origin = lower)PLT colorbar()PLT show() 繪圖函數(shù)介紹將擴(kuò)展列表傳遞給imshow()的擴(kuò)展參數(shù)，以便圖表的X、 Y 軸的比例標(biāo)簽將使用擴(kuò)展列表繪圖函數(shù)介紹中指定的范圍等值 線圖也可以使用等值線圖來表示二進(jìn)制函數(shù)。等值線是指由函數(shù)值相等的點(diǎn)形成的平滑曲線。等值線可以直觀地表示二元函數(shù)值的變化趨勢。例如， 在等值線密集的地方，函數(shù)值變化很大。等高線()和等高線()可用于在matplotlib 中繪制等高線。它們之間的區(qū)別在于等高線()獲得具有填充效果的等高線。(matplotlibcontourpy 使用 contourand cont

35、ourf繪制等高線圖) 繪 圖 功 能簡 介 importnumpyasymportantmatplotlibpyplotaspity， x = npogrid: j， :JZ = x * npexp(x * * y * *)extend = npmin(x) ， npmax(x)， npmin(y) ， npmax(y)pltfigure(figsize=( ， )pltsupplot()cs = PLT contour(z， ， extent = extent)PLT label(cs)PLT upplt contour()PLT contour 這樣獲得的陣列z 的形狀是(， )，其第一

36、軸對應(yīng)于y 軸、第三軸對應(yīng)于 x 軸。調(diào)用contour()繪制數(shù)組z的等值線圖，第二個(gè)參數(shù)為，表示整個(gè)函數(shù)的取值范圍平均分為6 個(gè)區(qū)間， 即在顯示的等值線圖中有一條等值線。與imshow()一樣，您可以使用范圍參數(shù)來指定等高線圖的 x 軸和 y 軸的數(shù)據(jù)范圍。Contour()返回一個(gè) QuadContourSet對象，并將其傳遞給clabel(),標(biāo)記其中等值線的相應(yīng)值。引入繪制功能調(diào)用等高線()， 繪制等值范圍分為0+部分的等高線圖，具有填充效果。這里有另一種方法來設(shè)置X、 Y 軸的取值范圍。它的前兩個(gè)參數(shù)是在計(jì)算數(shù)組Z 時(shí)使用的X 軸和 Y 軸上的采樣點(diǎn)，并且這兩個(gè)數(shù)組必須是一維的。繪

37、圖函數(shù)的引入也可用于通過等值線繪制隱式函數(shù)曲線。顯然， 不可能像繪制一般函數(shù)一樣，創(chuàng)建一個(gè)等差數(shù)組來表示變量的值點(diǎn)，然后計(jì)算數(shù)組中每個(gè)X 對應(yīng)的 Y 值。等值線可以用來解決這個(gè)問題。顯然， 隱函數(shù)的曲線是等值的等值線。f(x， y)= 和f(x， y)= x = NPO grid:j .:JF =(x * * y * *)* *(x* * y * *)* * 繪 圖 功 能 簡 介 pltfigure (figure size =( ， )PLTsubplot()extend = npmin(x)， npmax (x)， npmin (y)， npmax (y) cs = pltcolour

38、(f ， extend = extend) 時(shí)， 以 下 程序 繪 制 曲 線(matplotlibimplicitfundcpy) 將此處的標(biāo)高參數(shù)設(shè)置為，這樣最終將繪制兩條等值線?？匆幌聢D，我們會發(fā)現(xiàn)代表隱函數(shù)f(x)= 藍(lán)色的實(shí)線并不是完全連續(xù)的，它是由圖中間許多孤立的小段組成的。因?yàn)榈戎稻€無限接近原點(diǎn)，無論函數(shù)f 的值空間如何細(xì)分，總會有無法分離的地方，導(dǎo)致圖中孤立的小區(qū)域。代表隱函數(shù)f(x, y尸的紅色虛線是閉合的和連續(xù)的。繪圖功能簡介等值線上各點(diǎn)的數(shù)據(jù)可以通過等高線()返回的對象獲得。變量cs在下面的IPython中觀察到。它是一個(gè)四邊形控制資源對象:cs 對象的集合屬性是一個(gè)等值

39、線列表。每條等值線都由一個(gè)線集合對象表示:CSCollectionsSalistofCollLinecCollection 對象SRUnmatplotlibimplicitFuncycSmaTPLOTTLLBCONTOURQUODOCENTOURCETINSTAXE 繪圖函數(shù)簡介每個(gè)線集合對象都有自己的顏色、線型、線寬和其他屬性注意，在這些屬性獲得的結(jié)果之外還有一層封裝。真正的配置是獲取它的第一個(gè)元素:從類名中，可以知道LineCollection 對象是一組曲線，因此它可以表示由多條線組成的等值線，如藍(lán)色實(shí)線。它的getpaths(W法獲取組成等值線的所有路徑。在本例中，藍(lán)色實(shí)線cgetco

40、lor()數(shù)組(一由cgetlinewidth()繪圖函數(shù)的簡介所表示的等高線由四條路徑組成:路徑是一個(gè)路徑對象，通過其頂點(diǎn)屬性，可以獲得路徑上所有點(diǎn)的坐標(biāo):LEN(CscCollectionGetPaths()path =CscCollectionGetPaths() 類 型 (PATH) 類 #MatplotLibPathPathPathVerticeArray(， ， ， ， ，下面的程序從等值線集中找到一條表示等值線的路徑，并使用plot()將其繪制出來。plot()forcedcollections:data = set path()vertice spot(data:， ， dat

41、a: ， ， color = cgetcolor()， LINEALINE LINE WIDTH = cgetLINEWIDTH() 繪圖功能 簡介 3D 繪圖 mpltoolkitsmplotd 模塊提供基于matplotlib 的 3D 繪圖功能。由于使用data的2D繪圖功能繪制三維圖形，繪圖速度有限， 不適合大規(guī)模數(shù)據(jù)的三維繪制。如果需要更復(fù)雜的3d 數(shù)據(jù)可視化功能，可以使用Mayavi。(matplotlibsurfacepy 使用 matplotlib 繪制三維曲面)繪圖功能簡介演示matplotlib 的三維繪圖功能。importnumpyasnimportmpltoolkitsmplotdimportmatplotlibpyplotaspltx ， y=npmgrid:j ， J