《人工智能應(yīng)用開發(fā)》課件-第5章 Matplotlib數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)

Matplotlib數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)Matplotlib是Python中最常用的可視化工具之一，可以非常方便地創(chuàng)建海量類型的2D圖表和一些基本的3D圖表，可根據(jù)數(shù)據(jù)集（DataFrame，Series）自行定義x,y軸，繪制圖形（線形圖，柱狀圖，直方圖，密度圖，散布圖等等），能夠滿足大部分需要。Matplotlib最早是為了可視化癲癇病人的腦皮層電圖相關(guān)的信號(hào)而研發(fā)，因?yàn)樵诤瘮?shù)的設(shè)計(jì)上參考了MATLAB，所以叫做Matplotlib。官方文檔：

Matplotlib中最基礎(chǔ)的模塊是pyplot。Matplotlib庫(kù)介紹1分析特征間的關(guān)系目錄了解繪圖基礎(chǔ)語(yǔ)法與常用參數(shù)2分析特征內(nèi)部數(shù)據(jù)分布與分散狀況3小結(jié)4了解繪圖基礎(chǔ)語(yǔ)法與常用參數(shù)圖形示例基本繪圖流程了解繪圖基礎(chǔ)語(yǔ)法與常用參數(shù)掌握pyplot基礎(chǔ)語(yǔ)法1.創(chuàng)建畫布與創(chuàng)建子圖第一部分主要作用是構(gòu)建出一張空白的畫布，并可以選擇是否將整個(gè)畫布劃分為多個(gè)部分，方便在同一幅圖上繪制多個(gè)圖形的情況。最簡(jiǎn)單的繪圖可以省略第一部分，而后直接在默認(rèn)的畫布上進(jìn)行圖形繪制。了解繪圖基礎(chǔ)語(yǔ)法與常用參數(shù)掌握pyplot基礎(chǔ)語(yǔ)法函數(shù)名稱函數(shù)作用plt.figure創(chuàng)建一個(gè)空白畫布，可以指定畫布大小，像素。figure.add_subplot創(chuàng)建并選中子圖，可以指定子圖的行數(shù)，列數(shù)，與選中圖片編號(hào)。2.添加畫布內(nèi)容第二部分是繪圖的主體部分。其中添加標(biāo)題，坐標(biāo)軸名稱，繪制圖形等步驟是并列的，沒有先后順序，可以先繪制圖形，也可以先添加各類標(biāo)簽。但是添加圖例一定要在繪制圖形之后。了解繪圖基礎(chǔ)語(yǔ)法與常用參數(shù)掌握pyplot基礎(chǔ)語(yǔ)法函數(shù)名稱函數(shù)作用plt.title在當(dāng)前圖形中添加標(biāo)題，可以指定標(biāo)題的名稱、位置、顏色、字體大小等參數(shù)。plt.xlabel在當(dāng)前圖形中添加x軸名稱，可以指定位置、顏色、字體大小等參數(shù)。plt.ylabel在當(dāng)前圖形中添加y軸名稱，可以指定位置、顏色、字體大小等參數(shù)。plt.xlim指定當(dāng)前圖形x軸的范圍，只能確定一個(gè)數(shù)值區(qū)間，而無法使用字符串標(biāo)識(shí)。plt.ylim指定當(dāng)前圖形y軸的范圍，只能確定一個(gè)數(shù)值區(qū)間，而無法使用字符串標(biāo)識(shí)。plt.xticks指定x軸刻度的數(shù)目與取值。plt.yticks指定y軸刻度的數(shù)目與取值。plt.legend指定當(dāng)前圖形的圖例，可以指定圖例的大小、位置、標(biāo)簽。了解繪圖基礎(chǔ)語(yǔ)法與常用參數(shù)圖參數(shù)說明3.保存與展示圖形第三部分主要用于保存和顯示圖形。了解繪圖基礎(chǔ)語(yǔ)法與常用參數(shù)掌握pyplot基礎(chǔ)語(yǔ)法函數(shù)名稱函數(shù)作用plt.savafig保存繪制的圖片，可以指定圖片的分辨率、邊緣的顏色等參數(shù)。plt.show在本機(jī)顯示圖形。由于默認(rèn)的pyplot字體并不支持中文字符的顯示，因此需要通過設(shè)置font.sans-serif參數(shù)改變繪圖時(shí)的字體，使得圖形可以正常顯示中文。同時(shí)，由于更改字體后，會(huì)導(dǎo)致坐標(biāo)軸中的部分字符無法顯示，因此需要同時(shí)更改axes.unicode_minus參數(shù)。plt.rcParams['font.sans-serif']='SimHei'#設(shè)置中文顯示plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False除了設(shè)置線條和字體的rc參數(shù)外，還有設(shè)置文本、箱線圖、坐標(biāo)軸、刻度、圖例、標(biāo)記、圖片、圖像保存等rc參數(shù)。具體參數(shù)與取值可以參考官方文檔。了解繪圖基礎(chǔ)語(yǔ)法與常用參數(shù)設(shè)置pyplot的動(dòng)態(tài)rc參數(shù)1分析特征間的關(guān)系目錄了解繪圖基礎(chǔ)語(yǔ)法與常用參數(shù)2分析特征內(nèi)部數(shù)據(jù)分布與分散狀況3小結(jié)4散點(diǎn)圖（scatterdiagram）又稱為散點(diǎn)分布圖，是以一個(gè)特征為橫坐標(biāo)，另一個(gè)特征為縱坐標(biāo)，利用坐標(biāo)點(diǎn)（散點(diǎn)）的分布形態(tài)反映特征間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系的一種圖形。值是由點(diǎn)在圖表中的位置表示，類別是由圖表中的不同標(biāo)記表示，通常用于比較跨類別的數(shù)據(jù)。分析特征間的關(guān)系繪制散點(diǎn)圖scatter函數(shù)matplotlib.pyplot.scatter(x,y,s=None,c=None,marker=None,alpha=None,**kwargs)常用參數(shù)及說明如下表所示分析特征間的關(guān)系繪制散點(diǎn)圖參數(shù)名稱說明x，y接收array。表示x軸和y軸對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。無默認(rèn)。s接收數(shù)值或者一維的array。指定點(diǎn)的大小，若傳入一維array則表示每個(gè)點(diǎn)的大小。默認(rèn)為None。c接收顏色或者一維的array。指定點(diǎn)的顏色，若傳入一維array則表示每個(gè)點(diǎn)的顏色。默認(rèn)為Nonemarker接收特定string。表示繪制的點(diǎn)的類型。默認(rèn)為None。alpha接收0-1的小數(shù)。表示點(diǎn)的透明度。默認(rèn)為None。折線圖（linechart）是一種將數(shù)據(jù)點(diǎn)按照順序連接起來的圖形?？梢钥醋魇菍⑸Ⅻc(diǎn)圖，按照x軸坐標(biāo)順序連接起來的圖形。折線圖的主要功能是查看因變量y隨著自變量x改變的趨勢(shì)，最適合用于顯示隨時(shí)間（根據(jù)常用比例設(shè)置）而變化的連續(xù)數(shù)據(jù)。同時(shí)還可以看出數(shù)量的差異，增長(zhǎng)趨勢(shì)的變化。分析特征間的關(guān)系繪制折線圖plot函數(shù)matplotlib.pyplot.plot(*args,**kwargs)

plot函數(shù)在官方文檔的語(yǔ)法中只要求填入不定長(zhǎng)參數(shù)，實(shí)際可以填入的主要參數(shù)主要如下。分析特征間的關(guān)系繪制折線圖參數(shù)名稱說明x，y接收array。表示x軸和y軸對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。無默認(rèn)。color接收特定string。指定線條的顏色。默認(rèn)為None。linestyle接收特定string。指定線條類型。默認(rèn)為“-”。marker接收特定string。表示繪制的點(diǎn)的類型。默認(rèn)為None。alpha接收0-1的小數(shù)。表示點(diǎn)的透明度。默認(rèn)為None。plot函數(shù)color參數(shù)的8種常用顏色的縮寫。分析特征間的關(guān)系繪制折線圖顏色縮寫代表的顏色顏色縮寫代表的顏色b藍(lán)色m品紅g綠色y黃色r紅色k黑色c青色w白色1分析特征間的關(guān)系目錄了解繪圖基礎(chǔ)語(yǔ)法與常用參數(shù)2分析特征內(nèi)部數(shù)據(jù)分布與分散狀況3小結(jié)4餅圖（PieGraph）是將各項(xiàng)的大小與各項(xiàng)總和的比例顯示在一張“餅”中，以“餅”的大小來確定每一項(xiàng)的占比。餅圖可以比較清楚地反映出部分與部分、部分與整體之間的比例關(guān)系，易于顯示每組數(shù)據(jù)相對(duì)于總數(shù)的大小，而且顯現(xiàn)方式直觀。分析特征內(nèi)部數(shù)據(jù)分布與分散狀況繪制餅圖pie函數(shù)matplotlib.pyplot.pie(x,explode=None,labels=None,colors=None,autopct=None,pctdistance=0.6,shadow=False,labeldistance=1.1,startangle=None,radius=None,…)常用參數(shù)及說明如下表所示。分析特征內(nèi)部數(shù)據(jù)分布與分散狀況繪制餅圖參數(shù)名稱說明參數(shù)名稱說明x接收array。表示用于繪制撇的數(shù)據(jù)。無默認(rèn)。autopct接收特定string。指定數(shù)值的顯示方式。默認(rèn)為None。explode接收array。表示指定項(xiàng)離餅圖圓心為n個(gè)半徑。默認(rèn)為None。pctdistance接收float。指定每一項(xiàng)的比例和距離餅圖圓心n個(gè)半徑。默認(rèn)為0.6。labels接收array。指定每一項(xiàng)的名稱。默認(rèn)為None。labeldistance接收float。指定每一項(xiàng)的名稱和距離餅圖圓心多少個(gè)半徑。默認(rèn)為1.1。color接收特定string或者包含顏色字符串的array。表示餅圖顏色。默認(rèn)為None。radius接收float。表示餅圖的半徑。默認(rèn)為1。箱線圖（boxplot）也稱箱須圖，其繪制需使用常用的統(tǒng)計(jì)量，能提供有關(guān)數(shù)據(jù)位置和分散情況的關(guān)鍵信息，尤其在比較不同特征時(shí)，更可表現(xiàn)其分散程度差異。箱線圖利用數(shù)據(jù)中的五個(gè)統(tǒng)計(jì)量（下邊緣、下四分位數(shù)、中位數(shù)、上四分位數(shù)和上邊緣）來描述數(shù)據(jù)，它也可以粗略地看出數(shù)據(jù)是否具有對(duì)稱性、分布的分散程度等信息，特別可以用于對(duì)幾個(gè)樣本的比較。分析特征內(nèi)部數(shù)據(jù)分布與分散狀況繪制箱線圖boxplot函數(shù)matplotlib.pyplot.boxplot(x,notch=None,sym=None,vert=None,whis=None,positions=None,widths=None,patch_artist=None,meanline=None,labels=None,…)分析特征內(nèi)部數(shù)據(jù)分布與分散狀況繪制箱線圖參數(shù)名稱說明參數(shù)名稱說明x接收array。表示用于繪制箱線圖的數(shù)據(jù)。無默認(rèn)。positions接收array。表示圖形位置。默認(rèn)為None。notch接收boolean。表示中間箱體是否有缺口。默認(rèn)為None。widths接收scalar或者array。表示每個(gè)箱體的寬度。默認(rèn)為None。sym接收特定sting。指定異常點(diǎn)形狀。默認(rèn)為None。labels接收array。指定每一個(gè)箱線圖的標(biāo)簽。默認(rèn)為None。vert接收boolean。表示圖形是橫向縱向或者橫向。默認(rèn)為None。meanline接收boolean。表示是否顯示均值線。默認(rèn)為False。1