Einführung
Matplotlib ist eine Diagrammbibliothek für die Programmiersprache Python und seine Erweiterung für numerische Mathematik NumPy. Es bietet eine objektorientierte Schnittstelle zur Einbettung von Diagrammen in Anwendungen mit allgemeinen GUI-Toolkits wie Tkinter, wxPython, Qt oder GTK. Matplotlib wurde ursprünglich 2003 von John D. Hunter entwickelt.
In diesem Tutorial wird Ihnen gezeigt, wie Sie die .step()- und .plot()-Funktionen in Matplotlib verwenden.
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.
Importieren der erforderlichen Bibliotheken
Zunächst müssen wir die erforderlichen Bibliotheken importieren, nämlich matplotlib.pyplot und numpy.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
Daten für das Diagramm erstellen
Als nächstes erstellen wir einige Daten, die wir zum Erstellen des Diagramms verwenden werden. Wir verwenden die numpy.arange()-Funktion, um ein Array von Werten von 0 bis 14 zu erstellen und es in der Variable x zu speichern. Wir verwenden auch die numpy.sin()-Funktion, um ein Array von Werten zu erstellen, die die Sinuswerte von jedem Wert in x geteilt durch 2 sind, und speichern es in der Variable y.
x = np.arange(14)
y = np.sin(x / 2)
Diagramm mit .step() erstellen
Wir können die .step()-Funktion verwenden, um stückweise konstante Kurven zu erstellen. Der where-Parameter bestimmt, wo die Schritte gezeichnet werden sollen. Wir werden drei Diagramme mit unterschiedlichen Werten für where erstellen.
plt.step(x, y + 2, label='pre (default)', where='pre')
plt.step(x, y + 1, label='mid', where='mid')
plt.step(x, y, label='post', where='post')
plt.legend()
plt.show()
Der obige Code wird ein Diagramm mit drei stückweise konstanten Kurven erstellen, wobei jeder eine unterschiedliche where-Wert hat.
Diagramm mit .plot() erstellen
Wir können das gleiche Verhalten wie mit .step() erreichen, indem wir den drawstyle-Parameter der .plot()-Funktion verwenden. Wir werden drei Diagramme mit unterschiedlichen Werten für drawstyle erstellen.
plt.plot(x, y + 2, drawstyle='steps', label='steps (=steps-pre)')
plt.plot(x, y + 1, drawstyle='steps-mid', label='steps-mid')
plt.plot(x, y, drawstyle='steps-post', label='steps-post')
plt.legend()
plt.show()
Der obige Code wird ein Diagramm mit drei stückweise konstanten Kurven erstellen, wobei jeder eine unterschiedliche drawstyle-Wert hat.
Zusammenfassung
In diesem Tutorial haben wir gelernt, wie man die .step()- und .plot()-Funktionen in Matplotlib verwendet, um stückweise konstante Kurven zu erstellen. Wir haben auch gelernt, wie man die where- und drawstyle-Parameter verwendet, um zu bestimmen, wo die Schritte gezeichnet werden sollen.