今日目標

學習如何將數據化為折線圖，將使用 Matplotlib 模組來繪製

What is Matplotlib?

Matplotlib 是 Python 在 2D 繪圖範疇上使用最廣泛的模組，可以讓開發者快速請簡易的將資料圖形化，並且提供許多樣式的輸出格式

實際體驗＆細說觀念

Install Matplotlib

在使用之前，需先安裝 Matplotlib，若是 Anacoda 安裝的環境則不用再安裝，因預設上已經安裝

pip install matplotlib

導入 Matplotlib

在這邊因大部分的繪製功能都在 matplotlib.pyplot 裡，為求等等撰寫方便，取個別名為 plt

import matplotlib.pyplot as plt

繪製折線圖 Plot

折線圖是以 plot 函式繪製，使用語法為：

plt.plot(x座標串列值, y座標串列值, [其餘參數值])

後續將講解如何使用及其餘參數有哪些，在此需先把 x座標串列值及 y座標串列值，先建立好：

x = [1, 5, 9, 13, 17]
y = [5, 30, 15, 35, 5]

接著套入語法裡，並設定顏色為紅色

plt.plot(x, y, color='red')

然後設定 x 軸標題及 y 軸標題標題，並呈現出來
plt.xlabel('x label') # 設定 x 軸標題
plt.ylabel('y label') # 設定 y 軸標題
plt.show()

結果如下：

其他參數介紹

上述有提到還有許多關於線條的其他參數，這邊就依序來介紹一下

linestyle 虛線樣式

plt.plot(x, y, color='red', linestyle="--")

linestyle 虛點樣式

plt.plot(x, y, color='red', linestyle="-.")

linestyle 虛點樣式「:」

plt.plot(x, y, color='red', linestyle=":")

marker 點「.」標記

因為需要展示出效果，因此把 linestyle 設為實線，linewidth 為 2.0，markersize 設為 16

plt.plot(x, y, color='red', linestyle="-", linewidth="2", markersize="16", marker=".")

marker 圓「o」標記

plt.plot(x, y, color='red', linestyle="-", linewidth="2", markersize="16", marker="o")

marker 星「*」標記

plt.plot(x, y, color='red', linestyle="-", linewidth="2", markersize="16", marker="*")

marker 矩形「s」標記

plt.plot(x, y, color='red', linestyle="-", linewidth="2", markersize="16", marker="s")

設定圖例名稱為「Test」，並設定圖表名稱為「Test title」

圖表名稱的設定方法：

plt.title('名稱', 字體大小)

上述說到 x, y 軸標題的設定，都可以再加上設定字體大小，Code 如下：

plt.plot(x, y, color='red', linestyle="-", linewidth="2", markersize="16", marker=".", label="Test")

plt.xlabel('x label', fontsize="10")
plt.ylabel('y label', fontsize="10")
plt.title('Test title', fontsize="18")

其實 x, y 軸都可以設定要顯示的範圍值

plt.xlim(起始值, 終止值)
plt.ylim(起始值, 終止值)

以上述範例做基礎，設定 x, y 軸座標範圍

plt.xlim(0, 30) # 設定 x 軸座標範圍
plt.ylim(0, 50) # 設定 y 軸座標範圍

彙整上述技巧實際演練

這邊提供兩組 x, y 數值，請使用折線圖呈現出來
第一組條件：繪製折線圖，顏色「紅色」，線條樣式「-」，線條寬度「2」，標記大小「16」，標記樣式「.」，圖例名稱「Plot 1」
第二組條件：繪製折線圖，顏色「藍色」，線條樣式「-」，線條寬度「2」，標記大小「16」，標記樣式「.」，圖例名稱「Plot 2」
設定 x 軸座標範圍 0~30
設定 y 軸座標範圍 0~50
設定 x 軸標題為「x label」及大小「10」
設定 y 軸標題為「y label」及大小「10」
設定圖表標題為「Plot title」及大小「18」

完整代碼

import matplotlib.pyplot as plt

x1 = [1, 5, 9, 13, 17]
y1 = [5, 30, 15, 35, 5]
# 繪製折線圖，顏色「紅色」，線條樣式「-」，線條寬度「2」，標記大小「16」，標記樣式「.」，圖例名稱「Plot 1」
plt.plot(x1, y1, color='red', linestyle="-", linewidth="2", markersize="16", marker=".", label="Plot 1")

x2 = [3, 8, 12, 16, 20]
y2 = [8, 33, 18, 38, 8]
# 繪製折線圖，顏色「藍色」，線條樣式「-」，線條寬度「2」，標記大小「16」，標記樣式「.」，圖例名稱「Plot 2」
plt.plot(x2, y2, color='blue', linestyle="-", linewidth="2", markersize="16", marker=".", label="Plot 2")

plt.xlim(0, 30) # 設定 x 軸座標範圍
plt.ylim(0, 50) # 設定 y 軸座標範圍

plt.xlabel('x label', fontsize="10") # 設定 x 軸標題內容及大小
plt.ylabel('y label', fontsize="10") # 設定 y 軸標題內容及大小
plt.title('Plot title', fontsize="18") # 設定圖表標題內容及大小

plt.legend()
plt.show()

結論

讓數據視覺化，可使觀看者更方便閱讀與分析，並且可以一目瞭然數據差異
上述說明與實作，已化簡掉許多內容，以便達到可讓初學習 Python 的初心者好上手
若是對其他未寫道的內容感興趣，可以自行上 Google 搜尋關鍵字「Python 繪製圖表」應該就會有許多更進階的介紹了