Matplotlib是Python中最流行的繪圖庫(kù)，它模仿MATLAB中的繪圖風(fēng)格，提供了一整套與MATLAB相似的繪圖API，通過(guò)API，我們可以輕松地繪制出高質(zhì)量的圖形。

開(kāi)場(chǎng)例子

我們以中國(guó)銀行股票收盤(pán)價(jià)曲線作為例子來(lái)作為開(kāi)場(chǎng)。首先我們通過(guò)pandas導(dǎo)入數(shù)據(jù)，并提取出收盤(pán)價(jià)一列：

ChinaBank=pd.read_csv('data/ChinaBank.csv',index_col='Date')ChinaBank=ChinaBank.iloc[:,1:]ChinaBank.index=pd.to_datetime(ChinaBank.index)Close=ChinaBank.Close

我們來(lái)繪制2014年中國(guó)銀行股票收盤(pán)價(jià)的走勢(shì)圖：

.plot(Close['2014'])plt.show()

是不是很簡(jiǎn)單，接下來(lái)，我們一起去慢慢探秘Matplotlib的強(qiáng)大之處

修改繪圖屬性

2.1 坐標(biāo)

更改坐標(biāo)范圍繪圖時(shí)往往需要修改橫縱坐標(biāo)軸的范圍，以使曲線位于圖形的中間位置：

plt.plot([1,1,0,0,-1,0,1,1,-1])plt.show()

我們可以通過(guò)ylim方法修改y軸的范圍，比如我們想修改為(-1.5,1.5),同理，我們可以通過(guò)xlim方法來(lái)修改x軸的坐標(biāo)范圍:

plt.plot([1,1,0,0,-1,0,1,1,-1])plt.ylim(-1.5,1.5)plt.show()

設(shè)定坐標(biāo)軸標(biāo)簽和旋轉(zhuǎn)我們可以通過(guò)xticks()和yticks()函數(shù)設(shè)定坐標(biāo)的標(biāo)簽，兩個(gè)函數(shù)主要有以下兩個(gè)參數(shù)：location:指坐標(biāo)的位置.

labels：對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)位置顯示的標(biāo)簽.

兩個(gè)參數(shù)一般是等長(zhǎng)的數(shù)組,該函數(shù)另一個(gè)常用的參數(shù)是rotation參數(shù)，可以對(duì)坐標(biāo)標(biāo)簽進(jìn)行適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)，看下面的例子：

plt.plot([1,1,0,0,-1,0,1,1,-1])plt.ylim(-1.5,1.5)plt.xticks(range(9),['02-01','02-02','02-03','02-04','02-05','02-06','02-07','02-08','02-09'],rotation=45)plt.show()

可以看到X坐標(biāo)由原來(lái)的數(shù)值1，2，3變成了我們?cè)O(shè)置的日期，同時(shí)標(biāo)簽與X軸成45度角.

2.2 添加文本

添加標(biāo)題添加標(biāo)題可以通過(guò)title函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該函數(shù)主要有兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)是str，指明標(biāo)題的內(nèi)容，第二個(gè)是loc，指明標(biāo)題的位置，可以選擇center，left或者right，默認(rèn)是center

plt.plot(Close['2014'])plt.title('中國(guó)銀行2014年收盤(pán)價(jià)曲線',loc='right')plt.show()

可以看到，在mac的Ipython環(huán)境下，中文是無(wú)法正常顯示的，我們可以通過(guò)下面的方法解決:

frommatplotlib.font_managerimportFontManager,FontPropertiesdefgetChineseFont():returnFontProperties(fname='/System/Library/Fonts/PingFang.ttc')plt.plot(Close['2014'])plt.title('中國(guó)銀行2014年收盤(pán)價(jià)曲線',loc='right',fontproperties=getChineseFont())plt.show()

設(shè)置坐標(biāo)軸標(biāo)簽設(shè)置坐標(biāo)軸標(biāo)簽可以通過(guò)xlabel和ylabel函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)

plt.plot(Close['2014'])plt.title('中國(guó)銀行2014年收盤(pán)價(jià)曲線',loc='center',fontproperties=getChineseFont())plt.xlabel('日期',fontproperties=getChineseFont())plt.ylabel('收盤(pán)價(jià)',fontproperties=getChineseFont())plt.show()

增加圖形背景grid繪圖時(shí)常常會(huì)在圖形背景中增添方格，以便于人們更直觀地讀取線條中點(diǎn)的坐標(biāo)取值以及線條整體的分布范圍.可以使用grid函數(shù)增加和設(shè)定圖形的背景.

函數(shù)原型：matplotlib.pyplot.grid(b=None,which='major',axis='both',**kwargs)

參數(shù)b，設(shè)定是否顯示grid，如果要顯示grid，將b參數(shù)設(shè)置為T(mén)rue、參數(shù)which，設(shè)定坐標(biāo)軸的分割標(biāo)示線的類型，取值為major、minor或者both，默認(rèn)為major，表示以原本的坐標(biāo)軸分割標(biāo)示線為準(zhǔn)；若取值為minor，則進(jìn)一步細(xì)分坐標(biāo)軸分割標(biāo)示線，但是分割標(biāo)準(zhǔn)要提前設(shè)定，如果只是設(shè)定值為minor，則grid不會(huì)顯示；both表示大小區(qū)間坐標(biāo)軸分割線都有參數(shù)axis，指定繪制grid 的坐標(biāo)軸，取值為both，x或y。

plt.plot(Close['2014'])plt.title('中國(guó)銀行2014年收盤(pán)價(jià)曲線',loc='center',fontproperties=getChineseFont())plt.xlabel('日期',fontproperties=getChineseFont())plt.ylabel('收盤(pán)價(jià)',fontproperties=getChineseFont())plt.grid(True,axis='y')plt.show()

增加圖例當(dāng)多條曲線顯示在同一張圖中時(shí)，圖例可以幫助我們區(qū)分識(shí)別不同的曲線，在中國(guó)銀行的數(shù)據(jù)中，我們可以把開(kāi)盤(pán)價(jià)和收盤(pán)價(jià)同時(shí)放在一張曲線圖中,并為二者增加圖例.

增加圖例使用legend()函數(shù)，legend函數(shù)中最常見(jiàn)的一個(gè)參數(shù)是loc參數(shù)，表示圖例在圖中顯示的位置，我們一般設(shè)置為best就好，表示在圖中最適宜的位置顯示圖例成功增加圖例的前提是在繪圖時(shí)提供label屬性值，label屬性值就是圖例上的文本，同時(shí)我們還要注意中文顯示的問(wèn)題。

Open=ChinaBank.Openplt.plot(Close['2014'],label='收盤(pán)價(jià)')plt.plot(Open['2014'],label='開(kāi)盤(pán)價(jià)')plt.legend(loc='best',prop=getChineseFont())plt.show()

2.3 多種線條屬性

線條的類型在繪制曲線時(shí)，除了繪制實(shí)線外，還可以繪制虛線，plot函數(shù)中的linestyle參數(shù)用于設(shè)置曲線類型，為了書(shū)寫(xiě)方便，有時(shí)候用ls代替linestyle。有如下的常見(jiàn)取值：

plt.plot(Close['2014'],label='收盤(pán)價(jià)',linestyle='solid')plt.plot(Open['2014'],label='開(kāi)盤(pán)價(jià)',ls='-.')plt.legend(loc='best',prop=getChineseFont())plt.xlabel('日期',fontproperties=getChineseFont())plt.ylabel('收盤(pán)價(jià)',fontproperties=getChineseFont())plt.title('中國(guó)銀行2014年收盤(pán)價(jià)曲線',loc='center',fontproperties=getChineseFont())plt.grid(True,axis='y')plt.show()

圖形的顏色修改圖形的顏色通過(guò)plot函數(shù)中的color參數(shù)來(lái)設(shè)置，也可以簡(jiǎn)寫(xiě)成c，最常用的顏色指定方式是指定顏色的名稱或者簡(jiǎn)寫(xiě)，也可以通過(guò)RGB數(shù)組來(lái)設(shè)置.

plt.plot(Close['2014'],label='收盤(pán)價(jià)',c='r',linestyle='solid')plt.plot(Open['2014'],label='開(kāi)盤(pán)價(jià)',c='b',ls=':')plt.legend(loc='best',prop=getChineseFont())plt.xlabel('日期',fontproperties=getChineseFont())plt.ylabel('收盤(pán)價(jià)',fontproperties=getChineseFont())plt.title('中國(guó)銀行2014年收盤(pán)價(jià)曲線',loc='center',fontproperties=getChineseFont())plt.grid(True,axis='y')plt.show()

點(diǎn)的形狀類型除了設(shè)置線條類型外，還可以設(shè)置數(shù)據(jù)點(diǎn)的形狀，圖形的形狀通過(guò)marker參數(shù)來(lái)設(shè)置.marker參數(shù)主要有下面的取值：

plt.plot(Close['2014'],label='收盤(pán)價(jià)',c='r',marker='o',linestyle='solid')plt.plot(Open['2014'],label='開(kāi)盤(pán)價(jià)',c='b',marker='v',ls='-.')plt.legend(loc='best',prop=getChineseFont())plt.xlabel('日期',fontproperties=getChineseFont())plt.ylabel('收盤(pán)價(jià)',fontproperties=getChineseFont())plt.title('中國(guó)銀行2014年收盤(pán)價(jià)曲線',loc='center',fontproperties=getChineseFont())plt.grid(True,axis='y')plt.show()

線條寬度線條寬度可以通過(guò)plot函數(shù)中的linewidth函數(shù)指定，也可簡(jiǎn)寫(xiě)為lw

plt.plot(Close['2014'],label='收盤(pán)價(jià)',c='r',marker='o',linestyle='solid',linewidth=1)plt.plot(Open['2014'],label='開(kāi)盤(pán)價(jià)',c='b',marker='>',ls='-.',lw=3)plt.legend(loc='best',prop=getChineseFont())plt.xlabel('日期',fontproperties=getChineseFont())plt.ylabel('收盤(pán)價(jià)',fontproperties=getChineseFont())plt.title('中國(guó)銀行2014年收盤(pán)價(jià)曲線',loc='center',fontproperties=getChineseFont())plt.grid(True,axis='y')plt.show()

前面講到的線條的類型，圖形的顏色和點(diǎn)的形狀類型，可以合為一個(gè)屬性，使用他們的符號(hào)取值將其拼接,這個(gè)參數(shù)的位置是有限制的，比如在下面的代碼中，它只能放在label前面，在label參數(shù)后面則會(huì)報(bào)錯(cuò).

plt.plot(Close['2014'],'--rD',label='收盤(pán)價(jià)',linewidth=1)plt.plot(Open['2014'],'--b>',label='開(kāi)盤(pán)價(jià)',lw=3)plt.legend(loc='best',prop=getChineseFont())plt.xlabel('日期',fontproperties=getChineseFont())plt.ylabel('收盤(pán)價(jià)',fontproperties=getChineseFont())plt.title('中國(guó)銀行2014年收盤(pán)價(jià)曲線',loc='center',fontproperties=getChineseFont())plt.grid(True,axis='y')plt.show()

常見(jiàn)圖形繪制

3.1 柱狀圖

在剛才的收盤(pán)價(jià)數(shù)據(jù)中，統(tǒng)計(jì)收盤(pán)價(jià)落在(2,3],(3,4],(4,5],(5,6]的天數(shù)，分別有228，35，81，1天，我們來(lái)繪制柱狀圖：

plt.bar(left=[2,3,4,5],height=[228,35,81,1],bottom=2,width=1,color='r',edgecolor='b')

使用barh函數(shù)可以繪制水平柱狀圖：

plt.bar(left=[2,3,4,5],height=[228,35,81,1],bottom=2,width=1,color='r',edgecolor='b')

3.2 直方圖

柱狀圖主要用于展示定性數(shù)據(jù)的分布，對(duì)于定量數(shù)據(jù)的分布，一般使用直方圖來(lái)呈現(xiàn)。繪制直方圖用pyplot包中的hist函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要有以下幾個(gè)參數(shù):bins用于設(shè)置直方圖分布區(qū)間的個(gè)數(shù);range用于設(shè)置直方圖的小矩形的最小值與最大值;orientation用于設(shè)置直方圖的水平或者垂直顯示，默認(rèn)是豎直的直方圖，可以將orientation設(shè)置為horizontal使其變?yōu)樗街狈綀D.

plt.hist(Close,bins=12)

plt.hist(Close,bins=12,orientation='horizontal')

也可以繪制累積分布直方圖，將參數(shù)cumulative設(shè)置為T(mén)rue即可:

plt.hist(Close,range=(2.3,5.5),orientation='vertical',cumulative=True,color='r',edgecolor='b')

3.3 餅圖

繪制餅圖使用pie方法，主要參數(shù)有：labels：用于設(shè)置扇形圖的標(biāo)簽colors：用于設(shè)置扇形圖的顏色shadow：用于設(shè)定扇形圖是否有陰影

plt.pie([228,35,81,1],labels=('(2,3]','(3,4]','(4,5]','(5,6]'),colors=('b','g','r','c'),shadow=True)

3.4 箱線圖

箱線圖也是在分析數(shù)據(jù)時(shí)經(jīng)常用到的一種圖形，正如其名，箱線圖由一個(gè)矩形和兩條線組成，矩形的上邊和下邊分別是變量的上下四分位數(shù)，中間的一條線表示數(shù)變量的中位數(shù)。在矩形的上下兩邊各延伸出一條線，每條線的長(zhǎng)度一般為1.5倍的四分位距(上下四分位數(shù)之差)，這兩條線被視為異常值截?cái)嗑€，上端的線為上邊緣線，下端的線為下邊緣線，在線的外面可能還會(huì)有一些點(diǎn)，這些點(diǎn)一般會(huì)被認(rèn)為是異常值。箱線圖能夠很直觀地表示出一個(gè)變量的分布，也有助于檢測(cè)異常值。

pyplot的boxplot函數(shù)用于繪制箱線圖，主要有以下幾個(gè)參數(shù):notch：表示箱線圖的類型，默認(rèn)為False，即繪制矩形箱線圖，如果取值為T(mén)rue，表示繪制鋸齒狀箱線圖labels：表示箱形圖的標(biāo)簽，一般為字符串序列類型

importnumpyasnpprcData=ChinaBank.iloc[:,:4]data=np.array(prcData)plt.boxplot(data,labels=('Open','High','Low','Close'))plt.title('中國(guó)銀行股票箱線圖',fontproperties=getChineseFont())

多圖繪制

除了上面介紹的，Matplotlib的另一大特色是面向?qū)ο蟮睦L圖，類比生活中的用紙筆繪圖，我們來(lái)解釋Matplotlib面向?qū)ο罄L圖在使用生活中紙筆畫(huà)圖時(shí)，我們需要先找到一張白紙，在白紙上繪圖。對(duì)于Matplotlib來(lái)說(shuō)，繪圖之前需要先創(chuàng)建一個(gè)Figure對(duì)象，F(xiàn)igure對(duì)象是一個(gè)空白區(qū)域，然后我們就可以在上面進(jìn)行繪圖。Figure對(duì)象可通過(guò)pyplot包中的figure函數(shù)來(lái)創(chuàng)建。

fig=plt.figure(1)

在這張白紙上，我們可以選擇較大區(qū)域，指畫(huà)一個(gè)收盤(pán)價(jià)折線圖，如果想要節(jié)約用紙或者對(duì)比兩個(gè)價(jià)格序列，可以將這個(gè)紙分成兩個(gè)區(qū)域，分別繪制收盤(pán)價(jià)折線圖和開(kāi)盤(pán)價(jià)折線圖。在Matplotlib繪圖中，每個(gè)Figure對(duì)象可以包含一個(gè)或者幾個(gè)Axes對(duì)象.每個(gè)Axes對(duì)象即一個(gè)繪圖區(qū)域，擁有自己獨(dú)立的坐標(biāo)系統(tǒng)，假設(shè)我們現(xiàn)在需要兩個(gè)區(qū)域，分別繪制中國(guó)銀行股票的開(kāi)盤(pán)價(jià)走勢(shì)和收盤(pán)價(jià)走勢(shì)，我們可以創(chuàng)建兩個(gè)Axes對(duì)象.

ax1=fig.add_axes([0.1,0.1,0.3,0.3])ax2=fig.add_axes([0.5,0.5,0.4,0.4])

可以看到在創(chuàng)建Axes對(duì)象時(shí)傳入了一個(gè)數(shù)值型list，list的前兩個(gè)元素決定了Axes的左下角坐標(biāo)，而第三個(gè)和第四個(gè)參數(shù)決定了Axes的長(zhǎng)和寬接下來(lái)，我們基本就可以按照之前介紹的知識(shí)進(jìn)行繪圖了:

fig=plt.figure(1)ax1=fig.add_axes([0.1,0.1,0.3,0.3])ax2=fig.add_axes([0.5,0.5,0.4,0.4])ax1.plot(Close[:10])ax1.set_title('前十個(gè)交易日收盤(pán)價(jià)',fontproperties=getChineseFont())ax1.set_xlabel('日期',fontproperties=getChineseFont())ax1.set_ylabel('收盤(pán)價(jià)',fontproperties=getChineseFont())ax1.set_ylim(2.4,2.65)ax2.plot(Open[:10])ax2.set_title('前十個(gè)交易日開(kāi)盤(pán)價(jià)',fontproperties=getChineseFont())ax2.set_xlabel('日期',fontproperties=getChineseFont())ax2.set_ylabel('開(kāi)盤(pán)價(jià)',fontproperties=getChineseFont())ax2.set_ylim(2.4,2.65)plt.show()

在實(shí)際繪圖中，如果一個(gè)Figure對(duì)象中包含多個(gè)Axes對(duì)象，每個(gè)Axes對(duì)象的位置除了通過(guò)區(qū)域坐標(biāo)和長(zhǎng)度來(lái)設(shè)定一位，更為常用的方式是通過(guò)子圖subplot()函數(shù)來(lái)設(shè)定。

fig=plt.figure()ax1=plt.subplot(221)ax2=plt.subplot(222)ax3=plt.subplot(223)ax4=plt.subplot(224)plt.show()

參數(shù)221中的22表示子圖排列為2*2形式，1表示第一個(gè)子圖，其他均為同樣的道理.最后，我們?cè)賮?lái)體驗(yàn)一個(gè)繪制多圖的例子：

Close15=Close['2015']ax1=plt.subplot(221)ax1.plot(Close15,color='k')ax1.set_xlabel('日期',fontproperties=getChineseFont())ax1.set_ylabel('收盤(pán)價(jià)',fontproperties=getChineseFont())ax1.set_title('中國(guó)銀行2015年收盤(pán)價(jià)曲線',fontproperties=getChineseFont())Volume15=ChinaBank['Volume']['2015']Open15=Open['2015']ax2=plt.subplot(212)left1=Volume15.index[Close15>=Open15]hight1=Volume15[left1]ax2.bar(left1,hight1,color='r')left2=Volume15.index[Close15