Python绘制六种可视化图表详解（建议收藏）-白红宇

公众号：Python编程时光

可视化图表，有相当多种，但常见的也就下面几种，其他比较复杂一点，大都也是基于如下几种进行组合，变换出来的。对于初学者来说，很容易被这官网上众多的图表类型给吓着了，由于种类太多，几种图表的绘制方法很有可能会混淆起来。

因此，在这里，我特地总结了六种常见的基本图表类型，你可以通过对比学习，打下坚实的基础。

01. 折线图

绘制折线图，如果你数据不是很多的话，画出来的图将是曲折状态，但一旦你的数据集大起来，比如下面我们的示例，有100个点，所以我们用肉眼看到的将是一条平滑的曲线。

这里我绘制三条线，只要执行三次plt.plot就可以了。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltx= np.linspace(0, 2, 100)plt.plot(x, x, label='linear')plt.plot(x, x**2, label='quadratic')plt.plot(x, x**3, label='cubic')plt.xlabel('x label')plt.ylabel('y label')plt.title("Simple Plot")plt.legend()plt.show()复制代码

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02. 散点图

其实散点图和折线图是一样的原理，将散点图里的点用线连接起来就是折线图了。所以绘制散点图，只要设置一下线型即可。

注意：这里我也绘制三条线，和上面不同的是，我只用一个plt.plot就可以了。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltx = np.arange(0., 5., 0.2)# 红色破折号, 蓝色方块 ，绿色三角块plt.plot(x, x, 'r--', x, x**2, 'bs', x, x**3, 'g^')plt.show()复制代码

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03. 直方图

直方图，大家也不算陌生了。这里小明加大难度，在一张图里，画出两个频度直方图。这应该在实际场景上也会遇到吧，因为这样真的很方便比较，有木有？

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltnp.random.seed(19680801)mu1, sigma1 = 100, 15mu2, sigma2 = 80, 15x1 = mu1 + sigma1 * np.random.randn(10000)x2 = mu2 + sigma2 * np.random.randn(10000)# the histogram of the data# 50：将数据分成50组# facecolor：颜色；alpha：透明度# density：是密度而不是具体数值n1, bins1, patches1 = plt.hist(x1, 50, density=True, facecolor='g', alpha=1)n2, bins2, patches2 = plt.hist(x2, 50, density=True, facecolor='r', alpha=0.2)# n：概率值；bins：具体数值；patches：直方图对象。plt.xlabel('Smarts')plt.ylabel('Probability')plt.title('Histogram of IQ')plt.text(110, .025, r'$\mu=100,\ \sigma=15$')plt.text(50, .025, r'$\mu=80,\ \sigma=15$')# 设置x，y轴的具体范围plt.axis([40, 160, 0, 0.03])plt.grid(True)plt.show()复制代码

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04. 柱状图

同样的，简单的柱状图，我就不画了，这里画三种比较难的图。

4.1 并列柱状图

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltsize = 5a = np.random.random(size)b = np.random.random(size)c = np.random.random(size)x = np.arange(size)# 有多少个类型，只需更改n即可total_width, n = 0.8, 3     width = total_width / n# 重新拟定x的坐标x = x - (total_width - width) / 2# 这里使用的是偏移plt.bar(x, a,  width=width, label='a')plt.bar(x + width, b, width=width, label='b')plt.bar(x + 2 * width, c, width=width, label='c')plt.legend()plt.show()复制代码

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4.2 叠加柱状图

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltsize = 5a = np.random.random(size)b = np.random.random(size)c = np.random.random(size)x = np.arange(size)# 这里使用的是偏移plt.bar(x, a, width=0.5, label='a',fc='r')plt.bar(x, b, bottom=a, width=0.5, label='b', fc='g')plt.bar(x, c, bottom=a+b, width=0.5, label='c', fc='b')plt.ylim(0, 2.5)plt.legend()plt.grid(True)plt.show()复制代码

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05. 饼图

5.1 普通饼图

import matplotlib.pyplot as pltlabels = 'Frogs', 'Hogs', 'Dogs', 'Logs'sizes = [15, 30, 45, 10]# 设置分离的距离，0表示不分离explode = (0, 0.1, 0, 0) plt.pie(sizes, explode=explode, labels=labels, autopct='%1.1f%%',        shadow=True, startangle=90)# Equal aspect ratio 保证画出的图是正圆形plt.axis('equal') plt.show()复制代码

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5.2 嵌套饼图

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as plt# 设置每环的宽度size = 0.3vals = np.array([[60., 32.], [37., 40.], [29., 10.]])# 通过get_cmap随机获取颜色cmap = plt.get_cmap("tab20c")outer_colors = cmap(np.arange(3)*4)inner_colors = cmap(np.array([1, 2, 5, 6, 9, 10]))print(vals.sum(axis=1))# [92. 77. 39.]plt.pie(vals.sum(axis=1), radius=1, colors=outer_colors,       wedgeprops=dict(width=size, edgecolor='w'))print(vals.flatten())# [60. 32. 37. 40. 29. 10.]plt.pie(vals.flatten(), radius=1-size, colors=inner_colors,       wedgeprops=dict(width=size, edgecolor='w'))# equal 使得为正圆plt.axis('equal') plt.show()复制代码

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5.3 极轴饼图

要说酷炫，极轴饼图也是数一数二的了，这里肯定也要学一下。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltnp.random.seed(19680801)N = 10theta = np.linspace(0.0, 2 * np.pi, N, endpoint=False)radii = 10 * np.random.rand(N)width = np.pi / 4 * np.random.rand(N)ax = plt.subplot(111, projection='polar')bars = ax.bar(theta, radii, width=width, bottom=0.0)# left表示从哪开始，# radii表示从中心点向边缘绘制的长度（半径）# width表示末端的弧长# 自定义颜色和不透明度for r, bar in zip(radii, bars):    bar.set_facecolor(plt.cm.viridis(r / 10.))    bar.set_alpha(0.5)plt.show()复制代码

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06. 三维图

6.1 绘制三维散点图

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltfrom mpl_toolkits.mplot3d import Axes3Ddata = np.random.randint(0, 255, size=[40, 40, 40])x, y, z = data[0], data[1], data[2]ax = plt.subplot(111, projection='3d')  # 创建一个三维的绘图工程#  将数据点分成三部分画，在颜色上有区分度ax.scatter(x[:10], y[:10], z[:10], c='y')  # 绘制数据点ax.scatter(x[10:20], y[10:20], z[10:20], c='r')ax.scatter(x[30:40], y[30:40], z[30:40], c='g')ax.set_zlabel('Z')  # 坐标轴ax.set_ylabel('Y')ax.set_xlabel('X')plt.show()复制代码

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6.2 绘制三维平面图

from matplotlib import pyplot as pltimport numpy as npfrom mpl_toolkits.mplot3d import Axes3Dfig = plt.figure()ax = Axes3D(fig)X = np.arange(-4, 4, 0.25)Y = np.arange(-4, 4, 0.25)X, Y = np.meshgrid(X, Y)R = np.sqrt(X**2 + Y**2)Z = np.sin(R)# 具体函数方法可用 help(function) 查看，如：help(ax.plot_surface)ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1, cmap='rainbow')plt.show()复制代码

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