Python程序设计课件 第九章 数据可视化.pptx

第九章数据可视化授课时间：***授课老师：***

本章知识点导图

目录9.1Matplotlib简介 9.2Matplotlib绘图基础 9.3设置动态参数 9.4常用图形的绘制

Matplotlib简介 Matplotlib是基于NumPy的2D绘图库，是Python语言应用最广的绘图工具包之一。Matplotlib绘图支持各种平台，功能强大，简单易用，仅需要几行代码，便可以生成直方图、折线图、条形图、饼图、散点图、雷达等图表。通过调节绘图函数的参数，可以简单的实现图形的定制，因而在科学计算领域得到了广泛的应用，是计算结果可视化的重要工具。Matplotlib有多个子模块，其中Pyplot子模块主要用于数据图形，是应用最广的子模块。因此，本书重点介绍Pyplot子模块的应用。常用的导入Matplotlib及其pyplot模块命令分别为：importmatplotlibasmplimportmatplotlib.pyplotasplt

9.1Matplotlib简介9.1.1Matplotlib图层结构9.1.2显示中文字体

9.1.1Matplotlib图层结构使用Matplotlib绘制的图形包含容器层、辅助显示层和图像层。绘图时，必须按照这个顺序来展示数据，否则图形不会正确显示。

9.1.1Matplotlib图层结构1.容器层由Canvas对象（画板）、Figure对象（画布）、Axes对象（绘图区和坐标系）组成。（1）Canvas是最底层系统层，相当于画板，是放置画布(Figure)的工具，Canvas对象无须用户创建。（2）Figure在Canvas之上，相当于画布，可以包含多个图表，使用plt.figure()函数创建。（3）Axes位于Figure之上，指Figure中的单个图表，一个Figure中可以有一个或多个Axes，即一张画布中可以有一个或多个图表。Axes对象充当画布中绘图区域的角色，它拥有独立的坐标系，可以通过plt.subplots()函数来分割画布，得到若干个坐标系/绘图区。

9.1.1Matplotlib图层结构2.辅助显示层辅助显示层是指Axes绘图区域中除所绘图形之外的，为图形增加相关显示和描述功能的辅助元素，主要包括x轴和y轴刻度、坐标轴标题、图形标题、图形网格线、图例等。通过对该层的设置，可以提高图形的可读性，使图像显示更加直观，更容易被用户理解，但又不会对图像本身产生实质的影响。

9.1.1Matplotlib图层结构3.图像层图像层指在Axes绘图区内，使用绘图函数绘制出的图像，如折线图、散点图、饼图等。图像层和辅助显示层所包含的内容都位于Axes对象之上，都属于图表的元素。

9.1.2显示中文字体1.设置字体importmatplotlib.pyplotaspltplt.rcParams[font.family]=MicrosoftYaHeiplt.rcParams[font.sans-serif]=[MicrosoftYaHei]plt.rcParams[font.size]=16timMatplotlib是英文库，默认不支持中文字符的显示，无法正常显示中文以及一些符号。为了在Matplotlib中正常显示中文，需要人工修改Matplotlib的rc配置文件来设置Matplotlib支持的中文字体作为默认字体，代码如下：rcParams表示rc配置文件参数，参数font.family表示字体类型，font.sans-serif表示无衬线字体类型，font.size表示字体大小，“MicrosoftYaHei”为微软雅黑字体

9.1.2显示中文字体2.中文字体及英文表示表9-1常用中英文字体的中英文对照中文字体名称字体英文对照宋体SimSun黑体SimHei微软雅黑MicrosoftYaHei仿宋FangSong楷体KaiTi隶书LiSu幼圆YouYuan华文细黑STXihei华文楷体STKaiti华文仿宋STFangsong宋体SimSun

9.2Matplotlib绘图基础 9.2.1绘图的基本步骤9.2.2创建画布9.2.3添加画布内容9.2.4添加子图9.2.5图形的保存

9.2.1绘图基本步骤（1）导入库（2）创建画布对象figure：fig=plt.figure()（3）准备绘图数据，可以从文件读取数据，也可以使用函数生成的数据、或者通过计算得到的数据。（4）设置坐标轴的大小、刻度、坐标轴的上下限，也可以直接使用默认值。（5）调用绘图函数绘制图形。比如，plot(x,y)函数可以绘制折线图，其中x为数据点的x轴坐标序列，y为数据点的y轴的坐标序列，还可以同时设置坐标轴刻度、线条的样式、颜