matplotlib繪圖中pyplot和axes的特點(diǎn)

　　最近在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可視化，梳理一下其中一些諸如pandas繪圖、matplotlib繪圖、pyplot(plt)、axes等概念。

　　很多書(shū)上一上來(lái)就直接import matplotlib.pypltot as plt，然后就教你plt.xxx()。這種方式固然沒(méi)錯(cuò)，可問(wèn)題就出在了plt只是一個(gè)interface，只是一個(gè)接口，連對(duì)象都算不上(仔細(xì)回想，你確實(shí)沒(méi)有實(shí)例化過(guò)任何一個(gè)名叫plt類(lèi)型的對(duì)象)這給本來(lái)就對(duì)面向?qū)ο缶幊滩⒉缓苁煜さ奈規(guī)?lái)無(wú)窮無(wú)盡的困擾。plt這個(gè)接口的意義在于：

　　通過(guò)接口直接畫(huà)圖(這時(shí)候我們把這個(gè)接口看成一個(gè)黑盒，根本不要去管其中有些什么對(duì)象類(lèi)型)

　　通過(guò)接口實(shí)例化別的類(lèi)型的對(duì)象(如figure類(lèi)型 axes類(lèi)型等)

　　1.通過(guò)plt.xxx()直接繪圖

　　就像各種教程和書(shū)上的常規(guī)操作一樣，我們可以用plt.plot(), plt.bar()等繪制不同類(lèi)型的圖(部分總結(jié)如下表)

　　表一 plt中用于繪圖的部分函數(shù)

　　函數(shù)名　　作用

　　plt.bar()　　條形圖

　　plt.barh()　　橫排條形圖

　　plt.boxplot()　　箱線圖(plt.box()是另一個(gè)函數(shù))

　　plt.hist()　　頻率直方圖

　　plt.plot()　　折線圖

　　我們可以用plt的其他一些函數(shù)來(lái)對(duì)圖表的標(biāo)題等進(jìn)行設(shè)置(部分總結(jié)如下表)

　　表二 plt中用于設(shè)置的部分函數(shù)

　　函數(shù)名　　作用

　　plt.title()　　設(shè)置圖表標(biāo)題

　　plt.grid()　　設(shè)置圖表網(wǎng)格

　　plt.xlabel();plt.ylabel　　設(shè)置x;y軸標(biāo)題

　　plt.xticks();plt.yticks()　　設(shè)置x;y軸刻度

　　plt.xlim();plt.ylim()　　設(shè)置x;y軸范圍

　　plt.annotate()　　設(shè)置標(biāo)注

　　(具體的參數(shù)和用法詳見(jiàn) https://matplotlib.org/api/pyplot_summary.html )

　　用plt繪圖的方便之處，同樣也是它最令人迷惑的地方，就是它沒(méi)有一個(gè)顯性的對(duì)象。

　　我們甚至可以調(diào)用pandas繪圖以后，用表二中的plt函數(shù)來(lái)對(duì)pandas生成的這個(gè)圖表進(jìn)行設(shè)置。

　　例程如下：

　　import matplotlib.pyplot as plt

　　from pandas import Series

　　data = Series([1.47,1.62,1.78,1.94,2.38,2.60],index=['2012','2013','2014','2015','2016','2017'])

　　#注意下一行的對(duì)象是'data'，它是一個(gè)series對(duì)象，調(diào)用的是pandas繪圖函數(shù)

　　data.plot(label='income', color = 'r', linestyle=':', marker = 's')#具體的pandas繪圖之后會(huì)細(xì)講

　　#但接下來(lái)我們甚至可以調(diào)用plt的函數(shù)對(duì)它進(jìn)行設(shè)置

　　plt.title('Income chart')

　　plt.xlabel('Year')

　　plt.ylabel('income')

　　plt.annotate('Largest point',xy=(5,2.60),xytext=(3,2.5), arrowprops=dict(arrowstyle='->'))

　　plt.show()

　　上面這個(gè)例子就展示了pyplot(plt)的特點(diǎn)，不用指明對(duì)象就能進(jìn)行畫(huà)圖和設(shè)置，當(dāng)我們?cè)谕粋€(gè)程序中的圖比較少的時(shí)候這是方便的，但當(dāng)我們同一個(gè)程序中的圖很多的時(shí)候，這種沒(méi)有顯性對(duì)象的方式會(huì)導(dǎo)致我們沒(méi)有辦法重新調(diào)用之前的圖(因?yàn)闆](méi)有對(duì)象名)也會(huì)給人一種很不踏實(shí)的感覺(jué)。

　　2.實(shí)例化figure和axes對(duì)象后繪圖

　　就像前文提到的，plt只是一個(gè)接口而不是對(duì)象。

　　在matplotlib中,有兩個(gè)重要的對(duì)象類(lèi)型：figure對(duì)象可以把它想成一張空白圖紙，在上面可以繪制一個(gè)或多個(gè)axes對(duì)象(還可以有其他對(duì)象等)。axes對(duì)象是一個(gè)圖像的主要部分(它包括了圖線、xy軸等部分)。

　　我們可以使用plt接口生成figure對(duì)象和axes對(duì)象，然后對(duì)axes對(duì)象調(diào)用方法來(lái)實(shí)現(xiàn)畫(huà)圖和設(shè)置。

　　總體思路是：鄭州婦科醫(yī)院哪家好 https://yiyuan.120ask.com/zzfck/

　　實(shí)例化figure對(duì)象

　　實(shí)例化axes對(duì)象

　　對(duì)axes對(duì)象調(diào)用方法進(jìn)行畫(huà)圖和設(shè)置

　　例程如下：

　　import matplotlib.pyplot as plt

　　from pandas import Series

　　data = Series([1.47,1.62,1.78,1.94,2.38,2.60],index=['2012','2013','2014','2015','2016','2017'])

　　#調(diào)用plt接口，實(shí)例化figure1對(duì)象

　　figure1 = plt.figure(facecolor='w')#faceclolr設(shè)置背景顏色

　　#實(shí)例化ax1對(duì)象

　　ax1 = figure1.add_subplot(111)#ax1是figure1的第1行第一列的第1張圖表

　　#注意下一行的對(duì)象是'ax1'，它是一個(gè)axes對(duì)象，調(diào)用的是matplotlib.axes繪圖函數(shù)

　　ax1.plot(data,label='income', color = 'r', linestyle=':', marker = 's')

　　#接下來(lái)我們調(diào)用ax1的方法對(duì)它進(jìn)行設(shè)置

　　ax1.set_title('Income chart')

　　ax1.set_xlabel('Year')

　　ax1.set_ylabel('income')

　　ax1.annotate('Largest point',xy=(5,2.60),xytext=(3,2.5), arrowprops=dict(arrowstyle='->'))

　　用這種方式畫(huà)出來(lái)的圖，每一個(gè)對(duì)象都有它自己的名字，方便后面繼續(xù)調(diào)用、修改。代碼也就多了兩行實(shí)例化的過(guò)程，并沒(méi)有麻煩很多，個(gè)人很喜歡用這種方式畫(huà)圖(也給人一種很踏實(shí)的感覺(jué))。

　　類(lèi)比上面的表一和表二，給出對(duì)于axes對(duì)象的方法函數(shù)表：

　　表三 axes對(duì)象用于繪圖的部分方法函數(shù)

　　函數(shù)名　　作用

　　ax.bar()　　條形圖

　　ax.barh()　　橫排條形圖

　　ax.boxplot()　　箱線圖

　　ax.hist()　　頻率直方圖

　　ax.plot()　　折線圖

　　表四 axes對(duì)象中用于設(shè)置的部分方法函數(shù)

　　函數(shù)名　　作用

　　ax.set_title()　　設(shè)置圖表標(biāo)題

　　ax.set_xlabel(); ax.set_ylabel　　設(shè)置x;y軸標(biāo)題

　　ax.set_xticks(); ax.set_yticks()　　設(shè)置x;y軸刻度

　　ax.set_xlim(); ax.set_ylim()　　設(shè)置x;y軸范圍

　　ax.annotate()　　設(shè)置標(biāo)注

　　注意表一和表三，表二和表四的異同：

　　表一表二中的plt是固定的名字，不論畫(huà)什么都是plt.xxx()，而表三和表四中ax.xxx()中的ax要改成你實(shí)例的對(duì)象名。

　　注意對(duì)比表二和表四，很多作用相同的東西，跑到了axes這里要多加一個(gè)set_

　　用實(shí)例化axes的方式畫(huà)圖很重要，因?yàn)槎嘧訄D的繪制更是需要依賴(lài)axes對(duì)象。