Grundlagen der Python Matplotlib-Diagrammerstellung

Einführung

In diesem Tutorial lernen Sie die Grundlagen von Python Matplotlib, einer Plotbibliothek für die Python-Programmiersprache. In diesem Tutorial lernen Sie, wie Sie verschiedene Arten von Plots mit Matplotlib erstellen und anpassen.

Tipps für die VM

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 nutzen.

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.

Installation

Bevor Sie Matplotlib verwenden, müssen Sie es installieren. Sie können pip, einen Paketmanager für Python, verwenden, um Matplotlib zu installieren, indem Sie den folgenden Befehl in Ihrem Terminal ausführen:

pip install matplotlib

Matplotlib importieren

Um Matplotlib zu verwenden, müssen Sie es in Ihrem Python-Skript importieren. Sie können Matplotlib mit dem folgenden Code importieren:

import matplotlib.pyplot as plt

Ein einfaches Diagramm erstellen

Das einfachste Diagramm in Matplotlib ist ein Liniendiagramm. Sie können ein Liniendiagramm mit der plot()-Methode erstellen. Hier ist ein Beispielcode, der ein einfaches Liniendiagramm erstellt:

import matplotlib.pyplot as plt

## Daten
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [2, 4, 6, 8, 10]

## Ein Diagramm erstellen
plt.plot(x, y)

## Achsenbeschriftungen und Titel hinzufügen
plt.xlabel('X-Achse')
plt.ylabel('Y-Achse')
plt.title('Einfaches Diagramm')

## Das Diagramm anzeigen
plt.show()

In diesem Code definieren wir zunächst unsere Datenpunkte als zwei Listen x und y. Wir erstellen dann ein Diagramm mit der plot()-Methode und übergeben unsere Datenpunkte. Wir fügen dann Beschriftungen für die X- und Y-Achsen und einen Titel für das Diagramm mit den Methoden xlabel(), ylabel() und title() hinzu. Schließlich zeigen wir das Diagramm mit der show()-Methode an.

Das Diagramm anpassen

Matplotlib bietet eine Vielzahl von Anpassungsmöglichkeiten für Diagramme. Hier ist ein Beispielcode, der unser einfaches Liniendiagramm anpasst:

import matplotlib.pyplot as plt

## Daten
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [2, 4, 6, 8, 10]

## Ein Diagramm erstellen
plt.plot(x, y, color='rot', linewidth=2, linestyle='--', marker='o', markersize=8, markerfacecolor='gelb')

## Achsenbeschriftungen und Titel hinzufügen
plt.xlabel('X-Achse')
plt.ylabel('Y-Achse')
plt.title('Angepasstes Diagramm')

## Das Diagramm anzeigen
plt.show()

In diesem Code verwenden wir verschiedene Parameter der plot()-Methode, um das Diagramm anzupassen. Wir ändern die Farbe der Linie in rot, die Linienstärke auf 2, den Linienstil in gestrichelt (--), den Marker in einen Kreis (o), die Markergröße auf 8 und die Markerflächenfarbe in gelb.

Erstellen verschiedener Diagrammtypen

Matplotlib unterstützt eine Vielzahl von Diagrammtypen, darunter Liniendiagramme, Streudiagramme, Balkendiagramme und mehr. Hier ist ein Beispielcode, der ein Streudiagramm erstellt:

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

## Generiere einige zufällige Daten
x = np.random.rand(50)
y = np.random.rand(50)
colors = np.random.rand(50)
sizes = 1000 * np.random.rand(50)

## Erstelle ein Streudiagramm
plt.scatter(x, y, c=colors, s=sizes, alpha=0.5)

## Füge Achsenbeschriftungen und Titel hinzu
plt.xlabel('X-Achse')
plt.ylabel('Y-Achse')
plt.title('Streudiagramm')

## Zeige das Diagramm an
plt.show()

In diesem Code verwenden wir die scatter()-Methode, um ein Streudiagramm zu erstellen. Wir generieren einige zufällige Daten mit der NumPy-Bibliothek und übergeben sie an die scatter()-Methode. Wir verwenden auch den c-Parameter, um die Farben der Datenpunkte anzugeben, den s-Parameter, um die Größen der Datenpunkte anzugeben, und den alpha-Parameter, um die Transparenz der Datenpunkte anzugeben.

Zusammenfassung

In diesem Tutorial haben Sie gelernt, wie Sie verschiedene Diagrammtypen mit Matplotlib in Python erstellen und anpassen. Sie haben auch gelernt, wie Sie Matplotlib installieren, in Ihrem Python-Skript importieren und ein einfaches Liniendiagramm und ein Streudiagramm erstellen. Matplotlib ist eine leistungsstarke Diagrammbibliothek, die eine Vielzahl von Anpassungsmöglichkeiten für das Erstellen von hochwertigen Diagrammen bietet.