Histogramme mit Matplotlib erstellen

Einführung

In diesem Tutorial lernen wir, wie man mithilfe der Matplotlib-Bibliothek ein Histogramm erstellt. Ein Histogramm ist eine grafische Darstellung der Verteilung eines Datensatzes. Es ist eine Schätzung der Wahrscheinlichkeitsverteilung einer kontinuierlichen Variable. Um ein Histogramm zu erstellen, müssen wir den gesamten Wertebereich in eine Reihe von Intervallen oder Bins unterteilen und dann zählen, wie viele Werte in jedes Intervall fallen.

VM-Tipps

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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.

Importieren der erforderlichen Bibliotheken

Zunächst müssen wir die erforderlichen Bibliotheken importieren, nämlich NumPy und Matplotlib.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Zufällige Daten generieren

Wir werden zwei Sets von zufälligen Daten mit der random.normal-Funktion von NumPy generieren. Diese Sets werden verwendet, um Histogramme mit unterschiedlichen Stilen zu erstellen.

np.random.seed(19680801)

mu_x = 200
sigma_x = 25
x = np.random.normal(mu_x, sigma_x, size=100)

mu_w = 200
sigma_w = 10
w = np.random.normal(mu_w, sigma_w, size=100)

Erstellen eines einfachen Histogramms

Wir werden ein einfaches Histogramm mit der hist-Funktion aus Matplotlib erstellen. Dieses Histogramm wird 10 gleichgroße Bins haben.

plt.hist(x, bins=10)
plt.show()

Ändern der Anzahl der Bins

Wir können die Anzahl der Bins ändern, indem wir den bins-Parameter in der hist-Funktion angeben. In diesem Beispiel werden wir ein Histogramm mit 20 Bins erstellen.

plt.hist(x, bins=20)
plt.show()

Ändern des Histogrammstils

Wir können den Stil des Histogramms ändern, indem wir den histtype-Parameter in der hist-Funktion angeben. In diesem Beispiel werden wir ein Histogramm mit einer Stufenkurve erstellen, die eine Farbfüllung hat.

plt.hist(x, bins=20, density=True, histtype='stepfilled', facecolor='g', alpha=0.75)
plt.show()

Erstellen eines Histogramms mit benutzerdefinierten Bin-Breiten

Wir können ein Histogramm mit benutzerdefinierten und ungleichen Bin-Breiten erstellen, indem wir eine Liste von Bin-Rändern angeben. In diesem Beispiel werden wir ein Histogramm mit ungleichmäßig verteilten Bins erstellen.

bins = [100, 150, 180, 195, 205, 220, 250, 300]
plt.hist(x, bins=bins, density=True, histtype='bar', rwidth=0.8)
plt.show()

Erstellen von zwei Histogrammen mit gestapelten Balken

Wir können zwei Histogramme mit gestapelten Balken erstellen, indem wir die hist-Funktion zweimal aufrufen und den histtype-Parameter auf 'barstacked' setzen. In diesem Beispiel werden wir zwei Histogramme mit gestapelten Balken erstellen.

plt.hist(x, density=True, histtype='barstacked', rwidth=0.8)
plt.hist(w, density=True, histtype='barstacked', rwidth=0.8)
plt.show()

Zusammenfassung

In diesem Tutorial haben wir gelernt, wie man ein Histogramm mit der Matplotlib-Bibliothek erstellt. Wir haben auch gelernt, wie man die Anzahl der Bins ändert, den Stil des Histogramms und wie man ein Histogramm mit benutzerdefinierten Bin-Breiten und gestapelten Balken erstellt.