Subplots mit Matplotlib erstellen

Einführung

Matplotlib ist eine beliebte Datenvisualisierungsbibliothek in Python. Es bietet eine Vielzahl von Funktionen, um verschiedene Arten von Diagrammen zu erstellen. Eines seiner wichtigsten Merkmale ist die Fähigkeit, Subplots zu erstellen. Dies ermöglicht es Benutzern, mehrere Diagramme in der gleichen Abbildung zu erstellen, was es einfacher macht, verschiedene Datensätze oder Ansichten derselben Daten zu vergleichen. In diesem Lab werden wir den Prozess des Erstellens von Subplots mit Matplotlib durchgehen.

VM-Tipps

Nachdem der VM-Start abgeschlossen ist, klicken Sie in der oberen linken Ecke, um zur Registerkarte Notebook zu wechseln und Jupyter Notebook für die Übung zu öffnen.

Manchmal müssen Sie einige Sekunden warten, bis Jupyter Notebook vollständig geladen ist. Die Validierung von Vorgängen kann aufgrund von Einschränkungen in Jupyter Notebook nicht automatisiert werden.

Wenn Sie bei der Lernphase Probleme haben, können Sie Labby gerne fragen. Geben Sie nach der Sitzung Feedback, und wir werden das Problem für Sie prompt beheben.

Erstellen einer Abbildung mit einem einzelnen Subplot

Der einfachste Weg, einen einzelnen Subplot zu erstellen, ist die Verwendung der Funktion subplots() ohne zusätzliche Argumente. Diese Funktion gibt ein Figure-Objekt und ein einzelnes Axes-Objekt zurück.

import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots()

Stapeln von Subplots in eine Richtung

Um mehrere Subplots vertikal oder horizontal zu stapeln, können wir die Anzahl der Zeilen und Spalten als Argumente an die Funktion subplots() übergeben. Das zurückgegebene axs-Objekt ist ein eindimensionales numpy-Array, das die Liste der erstellten Axes enthält.

fig, axs = plt.subplots(2)
axs[0].plot(x, y)
axs[1].plot(x, -y)

Stapeln von Subplots in zwei Richtungen

Um ein Gitter von Subplots zu erstellen, können wir die Anzahl der Zeilen und Spalten als Argumente an die Funktion subplots() übergeben. Das zurückgegebene axs-Objekt ist ein zweidimensionales NumPy-Array.

fig, axs = plt.subplots(2, 2)
axs[0, 0].plot(x, y)
axs[0, 1].plot(x, y, 'tab:orange')
axs[1, 0].plot(x, -y, 'tab:green')
axs[1, 1].plot(x, -y, 'tab:red')

Achsen teilen

Standardmäßig wird jede Achse einzeln skaliert. Um die horizontale oder vertikale Achse von Subplots auszurichten, können wir die Parameter sharex oder sharey verwenden.

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2, sharex=True)
ax1.plot(x, y)
ax2.plot(x + 1, -y)

Polare Achsen

Wir können ein Gitter von polaren Achsen erstellen, indem wir dem Parameter projection='polar' der Funktion subplots() übergeben.

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2, subplot_kw=dict(projection='polar'))
ax1.plot(x, y)
ax2.plot(x, y ** 2)

Zusammenfassung

In diesem Lab haben wir gelernt, wie man mit Matplotlib Subplots erstellt. Wir haben dabei die Erstellung eines Diagramms mit einem einzelnen Subplot, das Stapeln von Subplots in eine Richtung, das Stapeln von Subplots in zwei Richtungen, das Teilen von Achsen und das Erstellen von polaren Achsen behandelt. Mit diesen Techniken können wir komplexe Visualisierungen erstellen, die es uns ermöglichen, mehrere Datensätze gleichzeitig zu vergleichen und zu analysieren.