Einführung
In diesem Lab lernst du, wie du in Matplotlib Künstler mit Einheiten erstellst. Du wirst verschiedene Arten von Künstlern erstellen, wie z. B. eine Linie, Text und einen Pfad, und sie zu einem Graphen hinzufügen. Du wirst auch die Einheiten für die x- und y-Achsen festlegen und lernen, wie Einheiten in Skalare umgewandelt werden.
VM-Tipps
Nachdem der VM-Start abgeschlossen ist, klicke in der oberen linken Ecke, um zur Registerkarte Notebook zu wechseln und Jupyter Notebook für die Übung zu nutzen.
Manchmal musst du einige Sekunden warten, bis Jupyter Notebook vollständig geladen ist. Die Validierung von Vorgängen kann aufgrund von Einschränkungen in Jupyter Notebook nicht automatisiert werden.
Wenn du bei der Lernphase Probleme hast, kannst du Labby gerne fragen. Gib nach der Sitzung Feedback, und wir werden das Problem für dich prompt beheben.
Bibliotheken importieren
Zunächst musst du die erforderlichen Bibliotheken importieren. Du wirst matplotlib.pyplot verwenden, um den Graphen zu erstellen, numpy verwenden, um zufällige Daten zu generieren, und matplotlib.collections, matplotlib.lines, matplotlib.patches und matplotlib.text verwenden, um verschiedene Arten von Künstlern zu erstellen.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.collections as collections
import matplotlib.lines as lines
import matplotlib.patches as patches
import matplotlib.text as text
Figur und Achse erstellen
Als nächstes musst du die Figur- und Achsenobjekte erstellen. Das Figurobjekt ist der oberste Container für alle Graphenelemente, während das Achsenobjekt die x- und y-Achsen des Graphen repräsentiert.
fig, ax = plt.subplots()
Einheiten für die Achsen festlegen
Um Einheiten für die x- und y-Achsen zu verwenden, musst du die Einheiten für jede Achse mit der Methode set_units festlegen. In diesem Beispiel verwendest du Zentimeter als Einheit.
ax.xaxis.set_units('cm')
ax.yaxis.set_units('cm')
Zufällige Daten generieren
Um den Linienkünstler zu erstellen, musst du einige zufällige Daten generieren. Du wirst numpy.random verwenden, um 2 Sets von x- und y-Koordinaten für die Linie zu generieren.
x = np.array([0, 1.5])
y = np.array([0, 2.5])
Einen Linienkünstler erstellen
Jetzt kannst du den Linienkünstler mit der Klasse Line2D aus matplotlib.lines erstellen. Du kannst die x- und y-Koordinaten, die Linienbreite, die Farbe und das Achsenobjekt als Argumente angeben.
line = lines.Line2D(x, y, lw=2, color='black', axes=ax)
Den Künstler zum Graphen hinzufügen
Um den Linienkünstler zum Graphen hinzuzufügen, musst du die add_line-Methode des Achsenobjekts aufrufen und den Linienkünstler als Argument übergeben.
ax.add_line(line)
Einen Textkünstler erstellen
Als nächstes wirst du einen Textkünstler mit der Klasse Text aus matplotlib.text erstellen. Du kannst die x- und y-Koordinaten, das Textlabel, die horizontale und vertikale Ausrichtung und das Achsenobjekt als Argumente angeben.
t = text.Text(3, 2.5, 'text label', ha='left', va='bottom', axes=ax)
Den Künstler zum Graphen hinzufügen
Um den Textkünstler zum Graphen hinzuzufügen, musst du die add_artist-Methode des Achsenobjekts aufrufen und den Textkünstler als Argument übergeben.
ax.add_artist(t)
Die Grenzen des Graphen festlegen
Um die Grenzen des Graphen festzulegen, musst du die set_xlim- und set_ylim-Methoden des Achsenobjekts aufrufen und die Minimal- und Maximalwerte für jede Achse übergeben.
ax.set_xlim(-1, 10)
ax.set_ylim(-1, 10)
Zeige den Graphen an
Schließlich kannst du den Graphen mit der show-Methode von pyplot anzeigen.
plt.show()
Zusammenfassung
In diesem Lab hast du gelernt, wie du Künstler mit Einheiten in Matplotlib erstellst. Du hast gelernt, wie du die Einheiten für die x- und y-Achsen setzt, zufällige Daten generierst, Linien- und Textkünstler erstellst und sie zu einem Graphen hinzufügst. Du hast auch gelernt, wie du die Grenzen des Graphen setzt und ihn anzeigst.