使用matlibplot.pyplot設置畫圖的座標系

今天看了林軒田老師的感知機算法，心血來潮想要做個可視化過程，以便觀察更新的過程。

現將學習成果做個記錄，下面是畫出來的圖，這是初始的狀態，後面會通過算法找到一條經過原點的直線將兩堆數據分割開來。

直線以及兩堆數據是隨機生成的，下面介紹畫出這個圖的步驟主要有哪些：

1. 導入需要的工具包，這個沒得說，而且是在jupyter notebook中，所有會使用%matplotlib inline

   import numpy as np
   import matplotlib.pyplot as plt
   %matplotlib inline 

2. 生成數據

   # 設置隨機種子
   np.random.seed(325)
   
   # 隨機生成o數據
   o_data_x = np.random.randint(40, 80, 5)
   o_data_y = np.random.randint(20, 80, 5)
   o_label = np.array([0,0,0,0,0])
   
   # 隨機生成x數據
   x_data_x = np.random.randint(10, 50, 5)
   x_data_y = np.random.randint(60, 90, 5)
   x_label = np.array([1,1,1,1,1])
   
   # 隨機生成初始的直線
   w1_w2 = np.random.random(2)
   t = np.linspace(-100,100, 18)

3. 畫圖

   # 設置畫布
   plt.figure(figsize=(8, 8))
   
   # 作點
   plt.scatter(o_data_x, o_data_y, c='b', marker='o', label='0')
   plt.scatter(x_data_x, x_data_y, c='r', marker='x', label='1')
   plt.legend()
   
   # 作初始線
   plt.plot(t, -w1_w2[0]/w1_w2[1]*t)
   
   # 獲取當前的座標軸, gca = get current axis
   ax = plt.gca()
   
   # 設置標題，也可用plt.title()設置
   ax.set_title('Inital', fontsize=20, loc='left')
   
   # 設置右邊框和上邊框，隱藏
   ax.spines['right'].set_color('none')
   ax.spines['top'].set_color('none')
   
   # 設置x座標軸爲下邊框
   ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')
   # 設置y座標軸爲左邊框
   ax.yaxis.set_ticks_position('left')
   
   # 設置x軸, y軸在(0, 0)的位置
   ax.spines['bottom'].set_position(('data', 0))
   ax.spines['left'].set_position(('data', 0))
   
   # ax.set_xticks與plt.xticks功能一樣，都是自行定義x座標軸的刻度；y軸同理。在這裏使用避免原點出現兩個同樣的0
   ax.set_xticks([-100, -75, -50, -25, 0, 25, 50, 75, 100])
   ax.set_yticks([-100, -75, -50, -25, 25, 50, 75, 100])
   plt.savefig('output.jpg')

總結

上述畫圖涉及的知識點包括：

1. 畫直線圖
2. 畫散點圖
3. 設置座標軸的原點、刻度等