使用 Python Matplotlib 进行数据可视化 | 交互式画布

简介

本实验将引导你了解如何在多个画布间交互数据。通过在一个轴上选择并突出显示一个点，你将生成该点在另一个轴上的数据。本实验我们将使用 Python Matplotlib。

虚拟机使用提示

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如果你在学习过程中遇到问题，随时向 Labby 提问。课程结束后提供反馈，我们将迅速为你解决问题。

导入库

我们将首先导入必要的库。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

生成数据

我们将使用 NumPy 生成随机数据。

np.random.seed(19680801)
X = np.random.rand(100, 200)
xs = np.mean(X, axis=1)
ys = np.std(X, axis=1)

创建图形和轴

我们将创建一个带有两个轴的图形。

fig, (ax, ax2) = plt.subplots(2, 1)

绘制数据

我们将在第一个轴上绘制生成的数据。

line, = ax.plot(xs, ys, 'o', picker=True, pickradius=5)

创建点浏览器类

我们将创建一个类来处理点浏览器的功能。

class PointBrowser:
    def __init__(self):
        self.lastind = 0

        self.text = ax.text(0.05, 0.95, 'selected: none',
                            transform=ax.transAxes, va='top')
        self.selected, = ax.plot([xs[0]], [ys[0]], 'o', ms=12, alpha=0.4,
                                 color='yellow', visible=False)

    def on_press(self, event):
        if self.lastind is None:
            return
        if event.key not in ('n', 'p'):
            return
        if event.key == 'n':
            inc = 1
        else:
            inc = -1

        self.lastind += inc
        self.lastind = np.clip(self.lastind, 0, len(xs) - 1)
        self.update()

    def on_pick(self, event):

        if event.artist!= line:
            return True

        N = len(event.ind)
        if not N:
            return True

        ## the click locations
        x = event.mouseevent.xdata
        y = event.mouseevent.ydata

        distances = np.hypot(x - xs[event.ind], y - ys[event.ind])
        indmin = distances.argmin()
        dataind = event.ind[indmin]

        self.lastind = dataind
        self.update()

    def update(self):
        if self.lastind is None:
            return

        dataind = self.lastind

        ax2.clear()
        ax2.plot(X[dataind])

        ax2.text(0.05, 0.9, f'mu={xs[dataind]:1.3f}\nsigma={ys[dataind]:1.3f}',
                 transform=ax2.transAxes, va='top')
        ax2.set_ylim(-0.5, 1.5)
        self.selected.set_visible(True)
        self.selected.set_data(xs[dataind], ys[dataind])

        self.text.set_text('selected: %d' % dataind)
        fig.canvas.draw()

连接事件处理程序

我们将把事件处理程序连接到图形画布上。

browser = PointBrowser()

fig.canvas.mpl_connect('pick_event', browser.on_pick)
fig.canvas.mpl_connect('key_press_event', browser.on_press)

显示绘图

我们将显示该绘图。

plt.show()

总结

在本实验中，我们学习了如何使用 Python 的 Matplotlib 与多个画布进行数据交互。我们创建了一个类来处理点浏览器功能，并将事件处理程序连接到图形画布以实现交互性。

使用 Python Matplotlib 进行交互式数据可视化

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