Matplotlib | Python グラフ作成ライブラリ | データ可視化

はじめに

Matplotlibは、Pythonプログラミング言語とその数値数学拡張NumPy用のグラフ作成ライブラリです。Tkinter、wxPython、Qt、またはGTKのような汎用GUIツールキットを使用して、グラフをアプリケーションに埋め込むためのオブジェクト指向APIを提供します。また、非対話型のグラフ作成にも手続き型インターフェイスを提供します。

この実験では、Matplotlibを使って簡単なグラフを作成する方法を学びます。

VMのヒント

VMの起動が完了したら、左上隅をクリックしてノートブックタブに切り替え、Jupyter Notebookを使って練習しましょう。

時々、Jupyter Notebookが読み込み終わるまで数秒待つ必要がある場合があります。Jupyter Notebookの制限により、操作の検証は自動化できません。

学習中に問題がある場合は、Labbyにお問い合わせください。セッション後にフィードバックを提供してください。すぐに問題を解決いたします。

Skills Graph

%%%%{init: {'theme':'neutral'}}%%%% flowchart RL matplotlib(("Matplotlib")) -.-> matplotlib/BasicConceptsGroup(["Basic Concepts"]) matplotlib(("Matplotlib")) -.-> matplotlib/PlottingDataGroup(["Plotting Data"]) matplotlib(("Matplotlib")) -.-> matplotlib/PlotCustomizationGroup(["Plot Customization"]) python(("Python")) -.-> python/DataScienceandMachineLearningGroup(["Data Science and Machine Learning"]) python(("Python")) -.-> python/DataStructuresGroup(["Data Structures"]) python(("Python")) -.-> python/ModulesandPackagesGroup(["Modules and Packages"]) matplotlib/BasicConceptsGroup -.-> matplotlib/importing_matplotlib("Importing Matplotlib") matplotlib/BasicConceptsGroup -.-> matplotlib/figures_axes("Understanding Figures and Axes") matplotlib/BasicConceptsGroup -.-> matplotlib/saving_figures("Saving Figures to File") matplotlib/PlottingDataGroup -.-> matplotlib/line_plots("Line Plots") python/DataStructuresGroup -.-> python/lists("Lists") python/DataStructuresGroup -.-> python/tuples("Tuples") matplotlib/PlotCustomizationGroup -.-> matplotlib/titles_labels("Adding Titles and Labels") python/ModulesandPackagesGroup -.-> python/importing_modules("Importing Modules") python/DataScienceandMachineLearningGroup -.-> python/data_visualization("Data Visualization") subgraph Lab Skills matplotlib/importing_matplotlib -.-> lab-48887{{"Python 初心者のための Matplotlib によるグラフ作成"}} matplotlib/figures_axes -.-> lab-48887{{"Python 初心者のための Matplotlib によるグラフ作成"}} matplotlib/saving_figures -.-> lab-48887{{"Python 初心者のための Matplotlib によるグラフ作成"}} matplotlib/line_plots -.-> lab-48887{{"Python 初心者のための Matplotlib によるグラフ作成"}} python/lists -.-> lab-48887{{"Python 初心者のための Matplotlib によるグラフ作成"}} python/tuples -.-> lab-48887{{"Python 初心者のための Matplotlib によるグラフ作成"}} matplotlib/titles_labels -.-> lab-48887{{"Python 初心者のための Matplotlib によるグラフ作成"}} python/importing_modules -.-> lab-48887{{"Python 初心者のための Matplotlib によるグラフ作成"}} python/data_visualization -.-> lab-48887{{"Python 初心者のための Matplotlib によるグラフ作成"}} end

Matplotlibライブラリをインポートする

PythonでMatplotlibを使用するには、まずインポートする必要があります。Matplotlibライブラリをインポートするには、次のコードを入力します。

import matplotlib.pyplot as plt

簡単なグラフを作成する

Matplotlibで簡単なグラフを作成するには、プロットしたい数値のリストを提供する必要があります。この場合、インデックスに対する数値のリストをプロットして直線を作成します。マーカー（円）、線のスタイル（実線）、色（赤色）を設定するためにフォーマット文字列を使用します（ここでは、'o-r'）。

plt.plot([1, 2, 3, 4], 'o-r')
plt.ylabel('some numbers')
plt.show()

グラフをカスタマイズする

Matplotlibは、グラフをカスタマイズするための多くのオプションを提供します。色、線のスタイル、マーカーのスタイルなど、多くのオプションを変更できます。ここでは、線の色を青に変更し、マーカーのスタイルをプラス記号に変更する方法の例を示します。

plt.plot([1, 2, 3, 4], '+-b')
plt.ylabel('some numbers')
plt.show()

ラベルとタイトルを追加する

グラフにラベルとタイトルを追加することは、情報をより多く含めるために欠かせないことです。次のコードは、グラフにタイトルを追加し、x軸とy軸にラベルを追加します。

plt.plot([1, 2, 3, 4], 'o-r')
plt.title('Simple Plot')
plt.xlabel('Index')
plt.ylabel('Numbers')
plt.show()

グラフを保存する

savefig メソッドを使用して、グラフを画像ファイルとして保存することができます。次のコードは、グラフをPNG画像として保存します。

plt.plot([1, 2, 3, 4], 'o-r')
plt.title('Simple Plot')
plt.xlabel('Index')
plt.ylabel('Numbers')
plt.savefig('simple_plot.png')

まとめ

この実験では、Matplotlibを使って簡単なグラフを作成する方法を学びました。また、グラフをカスタマイズし、ラベルとタイトルを追加し、画像ファイルとして保存する方法も学びました。Matplotlibは、情報が豊富で視覚的に魅力的なグラフを作成するための多くのオプションを提供しています。