Matplotlib-Schraffierungen für Diagramme

Einführung

In diesem Lab lernst du, wie du in Python Matplotlib Schraffierungen verwendest, um deinen Graphen Textur hinzuzufügen. Schraffierungen sind Muster, die zum Füllen der Fläche eines Graphen verwendet werden. Du kannst Schraffierungen verwenden, um verschiedene Teile deines Graphen voneinander zu unterscheiden oder um visuelles Interesse an deinem Graphen zu verleihen.

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 öffnen.

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 während des Lernens Probleme hast, kannst du Labby gerne fragen. Gib nach der Sitzung Feedback, und wir werden das Problem für dich prompt beheben.

Bibliotheken importieren

Um loszulegen, musst du die erforderlichen Bibliotheken importieren. In diesem Fall werden wir Matplotlib und NumPy verwenden. NumPy ist eine Bibliothek für die Python-Programmiersprache, die Unterstützung für große, mehrdimensionale Arrays und Matrizen hinzufügt, zusammen mit einer großen Sammlung von hochwertigen mathematischen Funktionen, um auf diesen Arrays zu operieren.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Daten erstellen

Als nächstes musst du einige Daten erstellen, die du in deinem Graphen verwenden möchtest. In diesem Fall werden wir zwei Arrays mit der NumPy-Bibliothek erstellen.

x = np.arange(1, 5)
y1 = np.arange(1, 5)
y2 = np.ones(y1.shape) * 4

Ein Balkendiagramm mit Schraffierung erstellen

Jetzt, wo du deine Daten hast, kannst du ein Balkendiagramm mit Schraffierung erstellen. Du kannst Schraffierungen verwenden, um Muster auf den Balken in deinem Diagramm zu erzeugen. In diesem Fall werden wir das hatch-Parameter verwenden, um Schraffierungen zu unseren Balken hinzuzufügen.

plt.bar(x, y1, edgecolor='black', hatch="/")
plt.bar(x, y2, bottom=y1, edgecolor='black', hatch='//')

Ein Balkendiagramm mit mehreren Schraffierungen erstellen

Du kannst auch mehrere Schraffierungen in deinem Balkendiagramm verwenden. In diesem Fall werden wir ein Array von Schraffierungen verwenden, um mehrere Schraffierungen auf unseren Balken zu erzeugen.

plt.bar(x, y1, edgecolor='black', hatch=['--', '+', 'x', '\\'])
plt.bar(x, y2, bottom=y1, edgecolor='black', hatch=['*', 'o', 'O', '.'])

Ein Diagramm mit schraffierten Flächen erstellen

Du kannst auch Schraffierungen mit Flächen in deinem Diagramm verwenden. In diesem Fall werden wir die fill_between-Funktion verwenden, um eine schraffierte Fläche zu erstellen.

x = np.arange(0, 40, 0.2)
plt.fill_between(x, np.sin(x) * 4 + 30, y2=0, hatch='///', zorder=2, fc='c')

Füge einen ellipsenförmigen Pfad mit Schraffierung hinzu

Du kannst auch schraffierte Pfade zu deinem Diagramm hinzufügen. In diesem Fall werden wir die add_patch-Funktion verwenden, um einen ellipsenförmigen Pfad zu unserem Diagramm hinzuzufügen.

plt.gca().add_patch(Ellipse((4, 50), 10, 10, fill=True, hatch='*', facecolor='y'))

Füge einen Polygon-Pfad mit Schraffierung hinzu

Du kannst auch einen Polygon-Pfad mit Schraffierung hinzufügen. In diesem Fall werden wir die add_patch-Funktion verwenden, um einen Polygon-Pfad zu unserem Diagramm hinzuzufügen.

plt.gca().add_patch(Polygon([(10, 20), (30, 50), (50, 10)], hatch='\\/...', facecolor='g'))

Setze die Diagrammbegrenzungen und das Seitenverhältnis

Schließlich kannst du die Begrenzungen und das Seitenverhältnis deines Diagramms einstellen, um sicherzustellen, dass es so aussieht, wie du es möchtest.

plt.xlim([0, 40])
plt.ylim([10, 60])
plt.gca().set_aspect(1)

Zusammenfassung

In diesem Lab hast du gelernt, wie du in Python Matplotlib Schraffierungen verwendest, um Textur zu deinen Diagrammen hinzuzufügen. Du hast gelernt, wie du einen Balkendiagramm mit Schraffierung, einen Balkendiagramm mit mehreren Schraffierungen, ein Diagramm mit schraffierten Flächen, einen ellipsenförmigen Pfad mit Schraffierung, einen Polygon-Pfad mit Schraffierung erstellst und wie du die Begrenzungen und das Seitenverhältnis deines Diagramms einstellst.