Локаторы и форматтеры делений по датам в Matplotlib

Введение

Этот практикум направлен на то, чтобы дать представление о том, как использовать различные локаторы и форматировщики отметок времени в Matplotlib. В этом руководстве показано, как использовать эти функции для настройки оси X графика с данными, основанными на времени.

Советы по работе с ВМ

После запуска ВМ нажмите в верхнем левом 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 необходимых библиотек

Начнем с импорта необходимых библиотек для этого руководства. Будем использовать matplotlib и numpy.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib.dates import (
    FR, MO, MONTHLY, SA, SU, TH, TU, WE, AutoDateFormatter, AutoDateLocator,
    ConciseDateFormatter, DateFormatter, DayLocator, HourLocator,
    MicrosecondLocator, MinuteLocator, MonthLocator, RRuleLocator, SecondLocator,
    WeekdayLocator, YearLocator, rrulewrapper)
import matplotlib.ticker as ticker

Определение локаторов и форматтеров

Определяем различные локаторы и форматтеры, которые будем использовать. В этом примере используются следующие локаторы:

AutoDateLocator(maxticks=8)
YearLocator(month=4)
MonthLocator(bymonth=[4, 8, 12])
DayLocator(interval=180)
WeekdayLocator(byweekday=SU, interval=4)
HourLocator(byhour=range(0, 24, 6))
MinuteLocator(interval=15)
SecondLocator(bysecond=(0, 30))
MicrosecondLocator(interval=1000)
RRuleLocator(rrulewrapper(freq=MONTHLY, byweekday=(MO, TU, WE, TH, FR), bysetpos=-1))

И следующие форматтеры:

AutoDateFormatter(ax.xaxis.get_major_locator())
ConciseDateFormatter(ax.xaxis.get_major_locator())
DateFormatter("%b %Y")

locators = [
    ('AutoDateLocator(maxticks=8)', '2003-02-01', '%Y-%m'),
    ('YearLocator(month=4)', '2003-02-01', '%Y-%m'),
    ('MonthLocator(bymonth=[4, 8, 12])', '2003-02-01', '%Y-%m'),
    ('DayLocator(interval=180)', '2003-02-01', '%Y-%m-%d'),
    ('WeekdayLocator(byweekday=SU, interval=4)', '2000-07-01', '%a %Y-%m-%d'),
    ('HourLocator(byhour=range(0, 24, 6))', '2000-02-04', '%H h'),
    ('MinuteLocator(interval=15)', '2000-02-01 02:00', '%H:%M'),
    ('SecondLocator(bysecond=(0, 30))', '2000-02-01 00:02', '%H:%M:%S'),
    ('MicrosecondLocator(interval=1000)', '2000-02-01 00:00:00.005', '%S.%f'),
    ('RRuleLocator(rrulewrapper(freq=MONTHLY, byweekday=(MO, TU, WE, TH, FR), '
     'bysetpos=-1))', '2000-07-01', '%Y-%m-%d'),
]

formatters = [
    'AutoDateFormatter(ax.xaxis.get_major_locator())',
    'ConciseDateFormatter(ax.xaxis.get_major_locator())',
    'DateFormatter("%b %Y")',
]

Построение графиков

Теперь мы можем создавать наши графики. Создадим два подграфика, чтобы отдельно продемонстрировать локаторы и форматтеры. Для каждого локатора и форматтера мы строим график, который показывает, как он влияет на ось X. Для этого мы используем функцию plot_axis. Эта функция настраивает общие параметры для каждой оси, такие как шипы, параметры делений и пределы. Она также настраивает локатор и форматтер для оси X.

def plot_axis(ax, locator=None, xmax='2002-02-01', fmt=None, formatter=None):
    ax.spines[['left', 'right', 'top']].set_visible(False)
    ax.yaxis.set_major_locator(ticker.NullLocator())
    ax.tick_params(which='major', width=1.00, length=5)
    ax.tick_params(which='minor', width=0.75, length=2.5)
    ax.set_xlim(np.datetime64('2000-02-01'), np.datetime64(xmax))
    if locator:
        ax.xaxis.set_major_locator(eval(locator))
        ax.xaxis.set_major_formatter(DateFormatter(fmt))
    else:
        ax.xaxis.set_major_formatter(eval(formatter))
    ax.text(0.0, 0.2, locator or formatter, transform=ax.transAxes,
            fontsize=14, fontname='Monospace', color='tab:blue')


fig, axs = plt.subplots(len(locators), 1, figsize=(8, len(locators) *.8),
                        layout='constrained')
fig.suptitle('Date Locators')
for ax, (locator, xmax, fmt) in zip(axs, locators):
    plot_axis(ax, locator, xmax, fmt)

fig, axs = plt.subplots(len(formatters), 1, figsize=(8, len(formatters) *.8),
                        layout='constrained')
fig.suptitle('Date Formatters')
for ax, fmt in zip(axs, formatters):
    plot_axis(ax, formatter=fmt)

Отображение графиков

Наконец, мы можем отобразить графики с использованием функции plt.show().

plt.show()

Резюме

В этом руководстве мы узнали, как использовать различные локаторы и форматтеры делений по датам в Matplotlib. Мы построили несколько графиков, которые демонстрировали, как каждый локатор и форматтер влияет на ось X графика с данными, основанными на времени. Эти знания могут быть полезны при создании визуализаций временных рядов данных.

Локаторы и форматтеры делений по датам