matplotlib數據可視化入門-python

matplotlib是matlab的python api接口，可以製作出高質量的2D以及3D圖形。操作簡單，只需幾行代碼就可以搞定大部分的數據可視化需求，實乃幸事。本文假設我們已經安裝了必備的庫。

一、創建figure和axes對象

import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd
#創建figure對象,默認我們可以不用傳入任何參數
fig = plt.figure()
#創建axes對象
ax = fig.add_subplot(1, 1, 1)

我們使用上面的兩行代碼就可以創建出一個畫圖的面板，就像打開windows下面的畫圖軟件一模一樣，如下圖所示：

ax = fig.add_subplot(1, 1, 1) 這句代碼的意思就是我們將figure對象分成一行一列，也就是隻有一個畫圖框，然後我們選中了這個畫圖框。
可以簡單的畫一條線試試：

二、製作圖形

ax.plot(range(5))

上面的代碼就可以在畫框中畫出一條優美的藍色對角線。
接下來，我們還可以設置圖表的名稱，圖表的x軸刻度，y軸的刻度，圖例等等。

ax.set_title(u'這裏是標題')
ax.set_xlabel(u'這裏是x軸的名稱')
ax.set_ylabel(u'這裏是y軸的名稱')

運行上面代碼我們會看到下面的圖形：

發現並不能顯示中文，原因是matplotlib在默認情況下默認是不會顯示中文的，需要我們進行相應的設置，設置方法如下：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib
import pandas as pd
#在導入matplotlib時就設置字體
font = matplotlib.font_manager.FontProperties(fname='C:\Windows\Fonts\STZHONGS.TTF')
#創建figure對象,默認我們可以不用傳入任何參數
fig = plt.figure()
#創建axes對象
ax = fig.add_subplot(1, 1, 1)

我在寫這段代碼的時候是在windows環境下的。windows下的字體都在c:\windows\fonts\這個目錄下，進入這個目錄，隨便選一箇中文字體就可以，非常的簡單。
接下來，在添加中文的代碼中也做一些調整：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib
import pandas as pd
#在導入matplotlib時就設置字體
font = matplotlib.font_manager.FontProperties(fname='C:\Windows\Fonts\STZHONGS.TTF')
#創建figure對象,默認我們可以不用傳入任何參數
fig = plt.figure()
#創建axes對象
ax = fig.add_subplot(1, 1, 1)
ax.plot(range(5))
ax.set_title(u'這裏是標題', fontproperties=font)
ax.set_xlabel(u'這裏是x軸的名稱', fontproperties=font)
ax.set_ylabel(u'這裏是y軸的名稱', fontproperties=font)

上面的代碼運行的結果如下所示：

中文非常完整的顯示了出來，與我們預期的結果一模一樣。

三、製作圖例

一般情況下，我們會在同一個畫圖板中製作多個圖形，已進行數據之間的比較，比如下圖所示：

在圖中我們畫了兩條線，顏色各不相同。可是，上面並沒有明顯的指出每條線代表的是什麼意思。這時，我們就需要用到圖例。圖例的就是對每種不同顏色線條的說明，如下圖所示：

在圖表的右上角有了標註，那就是圖例，指出了每種顏色的線條分別屬於哪種標籤，簡潔明瞭。完整代碼如下所示：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib
import pandas as pd
#在導入matplotlib時就設置字體
font = matplotlib.font_manager.FontProperties(fname='C:\Windows\Fonts\STZHONGS.TTF')
#創建figure對象,默認我們可以不用傳入任何參數
fig = plt.figure()
#創建axes對象
ax = fig.add_subplot(1, 1, 1)
#其中的label關鍵詞參數就是圖例
ax.plot(range(5), label='one')
ax.plot(range(5, 0, -1), label='two')
ax.set_title(u'這裏是標題', fontproperties=font)
ax.set_xlabel(u'這裏是x軸的名稱', fontproperties=font)
ax.set_ylabel(u'這裏是y軸的名稱', fontproperties=font)
#顯示出圖例，並標明位置
ax.legend(loc='best')

就這樣，其實非常的簡單。

四、添加圖形註解

在製作圖形的時候會遇到這樣的情況，我們需要對圖形上的某一個位置添加解釋，廢話不說先上圖：

圖表中的箭頭以及文字就是對某一個座標的註解，這非常的有用。實現起來是非常簡單的：

ax1.annotate(s=u'我就是要指向這裏',
             xy=(x,y), 
             xytext=(x, y),
             arrowprops={'arrowstyle':'fancy'}, 
             fontproperties=font,
             fontsize=10)

我們只需要axes對象的annotate()方法就可以實現。參數說明：
s:我們需要註解的文字，在python中前面一定要加一個U,字符串表示
xy:需要我們箭頭指向的點的（x, y）座標，一個二元組對
xytext:註解文字所在的(x, y)的座標，一個二元組對
arrowprops:字典，裏面可以選擇我們喜歡的連接兩個座標點的圖形

到此爲止，基本功能我們都已經實現，圖標的標題，x軸（y軸）的刻度和名稱，圖例，文字註解。這已經可以滿足我們大部分的需求。
更多的內容大家可以參考matplotlib的官方資源：http://matplotlib.org/