Учебник по форматтерам делений в Matplotlib

Введение

Matplotlib - это широко используемая библиотека для построения графиков на Python, которая позволяет создавать высококачественные 2D и 3D графики. В этом практическом занятии мы узнаем, как использовать форматировщики делений на осях в Matplotlib.

Советы по работе с ВМ

После запуска виртуальной машины кликните в левом верхнем углу, чтобы переключиться на вкладку Notebook и получить доступ к Jupyter Notebook для практики.

Иногда вам может потребоваться подождать несколько секунд, пока Jupyter Notebook не загрузится полностью. Валидация операций не может быть автоматизирована из-за ограничений Jupyter Notebook.

Если вы сталкиваетесь с проблемами во время обучения, не стесняйтесь обращаться к Labby. Оставьте отзыв после занятия, и мы оперативно решим проблему для вас.

Импорт Matplotlib и настройка графика

Во - первых, нам нужно импортировать библиотеку Matplotlib и настроить график. Мы создадим пустой график с одной осью y и одной осью x. Также настроим оси, чтобы показывались только нижние контуры, установим позиции делений и определим длину делений.

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import ticker

def setup(ax, title):
    """Set up common parameters for the Axes in the example."""
    ## only show the bottom spine
    ax.yaxis.set_major_locator(ticker.NullLocator())
    ax.spines[['left', 'right', 'top']].set_visible(False)

    ## define tick positions
    ax.xaxis.set_major_locator(ticker.MultipleLocator(1.00))
    ax.xaxis.set_minor_locator(ticker.MultipleLocator(0.25))

    ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')
    ax.tick_params(which='major', width=1.00, length=5)
    ax.tick_params(which='minor', width=0.75, length=2.5, labelsize=10)
    ax.set_xlim(0, 5)
    ax.set_ylim(0, 1)
    ax.text(0.0, 0.2, title, transform=ax.transAxes,
            fontsize=14, fontname='Monospace', color='tab:blue')


fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 2))
setup(ax, "Tick Formatters")

Простое форматирование

В этом шаге мы покажем, как использовать простой форматтер, передав строку или функцию в ~.Axis.set_major_formatter или ~.Axis.set_minor_formatter. Мы создадим два графика, один с использованием строкового форматтера, а другой - с использованием функционного форматтера.

fig0, axs0 = plt.subplots(2, 1, figsize=(8, 2))
fig0.suptitle('Simple Formatting')

## Строку, использующую синтаксис функции форматирования строк, можно
## использовать напрямую в качестве форматтера. Переменная ``x`` - это значение
## деления, а переменная ``pos`` - позиция деления. Это автоматически
## создает StrMethodFormatter.
setup(axs0[0], title="'{x} км'")
axs0[0].xaxis.set_major_formatter('{x} км')

## Функцию также можно использовать напрямую в качестве форматтера. Функция
## должна принимать два аргумента: ``x`` для значения деления и ``pos`` для
## позиции деления, и должна возвращать строку. Это автоматически создает
## FuncFormatter.
setup(axs0[1], title="lambda x, pos: str(x-5)")
axs0[1].xaxis.set_major_formatter(lambda x, pos: str(x-5))

fig0.tight_layout()

Форматирование объектов Форматтера

В этом шаге мы будем использовать объекты .Formatter для форматирования делений. Мы создадим семь графиков, каждый из которых будет использовать другой форматтер.

fig1, axs1 = plt.subplots(7, 1, figsize=(8, 6))
fig1.suptitle('Formatter Object Formatting')

## Нуль - форматтер
setup(axs1[0], title="NullFormatter()")
axs1[0].xaxis.set_major_formatter(ticker.NullFormatter())

## Форматтер StrMethod
setup(axs1[1], title="StrMethodFormatter('{x:.3f}')")
axs1[1].xaxis.set_major_formatter(ticker.StrMethodFormatter("{x:.3f}"))

## FuncFormatter можно использовать в качестве декоратора
@ticker.FuncFormatter
def major_formatter(x, pos):
    return f'[{x:.2f}]'

setup(axs1[2], title='FuncFormatter("[{:.2f}]".format)')
axs1[2].xaxis.set_major_formatter(major_formatter)

## Фиксированный форматтер
setup(axs1[3], title="FixedFormatter(['A', 'B', 'C',...])")
## FixedFormatter следует использовать только вместе с FixedLocator.
## В противном случае нельзя быть уверенным, где окажутся метки.
positions = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
labels = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F']
axs1[3].xaxis.set_major_locator(ticker.FixedLocator(positions))
axs1[3].xaxis.set_major_formatter(ticker.FixedFormatter(labels))

## Скалярный форматтер
setup(axs1[4], title="ScalarFormatter()")
axs1[4].xaxis.set_major_formatter(ticker.ScalarFormatter(useMathText=True))

## Форматтер FormatStr
setup(axs1[5], title="FormatStrFormatter('#%d')")
axs1[5].xaxis.set_major_formatter(ticker.FormatStrFormatter("#%d"))

## Процентный форматтер
setup(axs1[6], title="PercentFormatter(xmax=5)")
axs1[6].xaxis.set_major_formatter(ticker.PercentFormatter(xmax=5))

fig1.tight_layout()

Отображение графиков

Наконец, мы отобразим графики с использованием plt.show().

plt.show()

Резюме

В этом практическом занятии мы узнали, как использовать форматтеры делений в Matplotlib, передав строку или функцию в ~.Axis.set_major_formatter или ~.Axis.set_minor_formatter, или создав экземпляр одного из различных классов ~.ticker.Formatter и предоставив его ~.Axis.set_major_formatter или ~.Axis.set_minor_formatter. Мы также узнали, как настроить график с позициями делений, длиной делений и заголовком.