Python如何實現數據可視化？

Python擁有眾多的第三方庫使我們可以方便地進行一些數據的可視化操作。目前很多庫的可視化應用都是建立在matplotlib的基礎上的。所以這裡重點介紹matplotlib庫的基本使用方法。

基本操作

先看一個示例代碼來了解一張圖的組成部分，如下所示。

運行輸出如圖所示。

下面進行簡要說明。

import matplotlib.pyplot as plt

一般用到的就是pyplot，且按照慣例導入為plt。

plt.plot(x,y,"go")

這裡就比較明確了，x、y是自變數和因變數數據。後面的"go"是對樣式的控制：其中g表示選擇綠色，o表示選擇點的方式顯示。更多參數設置可使用幫助命令help(plt.plot)進一步學習。

plt.title(r"$y=cos(pi imes x)$")

為圖添加一個標題。值得注意的是，這裡使用了LaTeX的格式，因為matplotlib是兼容LaTeX的。這對書寫公式提供了極大的便利。讀者可能會遇到無法顯示中文的情況，這一點接下來會進行專門的講解。

plt.show()

通過show來展示圖像，在pandas和seaborn中也使用這句代碼進行圖像的展示操作。

這裡只是創建了一個圖像，然後加了標題，還可以通過其他的設置使得圖表信息更加豐富，也更加美觀。

首先看一下增強版本的代碼，如下所示。

運行輸出如圖所示。

下面進行簡要說明。

alpha

alpha參數代表透明度，從0到1表示顏色逐漸加深。

linewidth

代表線條或者點的粗細程度。

axis

按照（xmin、xmax、ymin、ymax）的格式來限制座標軸的範圍。

legend

在plot裡面使用lable，記錄了當前圖的圖例，可以通過調用legend使其顯示。在默認情況下，圖例會顯示在最合適的空白處，當然也可以手動調節其位置。

grid

顯示背景網格線，也可以通過alpha參數設置其透明度。

color=(0.1, 0.3, 0.5)

在有些情況下，matplotlib自帶的顏色達不到效果，此時可以通過設置歸一化到[0,1]的RGB元組來指定顏色。也可以使用HTML的十六進位字元串，如"#eeefff"來指定顏色。

中文顯示問題

在初次使用matplotlib時一般都會遇到無法顯示中文的問題，無論是Windows還是Ubuntu之類的Linux系統。這裡分別給出解決的辦法。

對於Windows，解決方法相對較為簡單，只需要在開頭處加上下面三行代碼，一般就可以了。

對於Ubuntu系統，需要手動指定字體來實現中文的顯示。

設置代碼如下。

運行輸出如圖所示。

注意：這裡表示字體的.ttc文件是從Windows系統中拷貝過來的，可以放到任意路徑，通過程序指定其路徑即可。當然讀者也可以從網上尋找其他永久設置的方法，由於大部分都比較煩瑣，這裡就不展開介紹了。

matplotlib的進階使用

繪製子圖

下面介紹怎樣在一張圖上繪製多個子圖，代碼如下。

運行輸出如圖所示。

下面進行簡要說明。

plt.subplot(221)

這裡subplot的參數221，應當分別解讀。22代表要繪製兩行兩列共四個子圖。1代表在第一位置做圖。這裡的1可以看作（1，1），對應的2、3、4可以看作座標（1，2）、（2，1）、（2，2）

繪製填充圖

運行輸出如圖所示。

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