Python/生成數據

• matplotlib
• • 安裝
  • plot()繪制直方圖
  • scatter()繪制散點圖
  • 生成隨機散點圖
• pygal
• • 安裝
  • 繪制模擬擲骰子點數直方圖

matplotlib

安裝

Linux下安裝

sudo apt-get install python3.x-dev python3.x-tk tk-dev
sudo apt-get install libfreetype6-dev g++
pip install --user matplotlib

window下安裝
下載matplotlib安裝程序。為此，請訪問https://pypi.python.org/pypi/matplotlib/，並查找與你使用的Python版本匹配的wheel文件（擴展名為.whl的文件）,例如matplotlib-1.4.3-cp35-none-win32.whl，然後cmd中進入該文件目錄下

python -m pip install --user matplotlib-1.4.3-cp35-none-win32.whl

plot()繪制直方圖

#mpl_squares.py
import matplotlib.pyplot as plt
input_value = [1, 2, 3, 4, 5]
squares = [1, 4, 9, 16, 25]
plt.plot(input_value, squares, linewidth=5)
plt.title("Square Numbers", fontsize=14)
# 設置標題
plt.xlabel("Value", fontsize=14)
plt.ylabel("Square of Value", fontsize=14)
# 設置坐標軸
plt.tick_params(axis="both", labelsize=14)
# 設置坐標刻度
plt.show()

scatter()繪制散點圖

# scatter_square.py
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.transforms import Bbox
x_values = list(range(1, 1001))
y_values = [x**2 for x in x_values]
plt.scatter(x_values, y_values, c=y_values, cmap=plt.cm.Blues, edgecolor='none', s=20)
# c設置為y值列表，並使用參數cmap定義pyplot使用的顏色映射為藍色，y值較小顯示為淺藍色，y值較大是顯示為深藍色
plt.title("Square Number", fontsize=24)
plt.xlabel("Value", fontsize=14)
plt.ylabel("Square of Value", fontsize=14)
plt.tick_params(axis="both", which="major", labelsize=14)
plt.axis([0, 1100, 0, 1100000])
# 設置坐標軸范圍
#plt.savefig('images\square_plot_png',bbox_inches='tight')
# 用於保存生成的圖片
plt.show()

生成隨機散點圖

建立random_walk<project>，在文件夾下創建random_walk.py, rw_visual.py

# random_walk.py
# 定義RandomWalk對象，用於生成隨機散點二維坐標
from random import choice
from re import X
class RandomWalk():
def __init__(self, num_points=50000):
self.num_points = num_points
# 設置初始位置
self.x_values = [0]
self.y_values = [0]
def fill_walk(self):
while len(self.x_values) < self.num_points:
x_direction = choice([1, -1])
# choice()傳入一個list，返回list裡隨機一個值
x_distance = choice([0, 1, 2, 3, 4])
x_step = x_direction * x_distance
y_direction = choice([1, -1])
y_distance = choice([0, 1, 2, 3, 4])
y_step = y_direction * y_distance
if x_step == 0 and y_step == 0:
# 防止停在原地
continue
next_x = self.x_values[-1] + x_step
next_y = self.y_values[-1] + y_step
self.x_values.append(next_x)
self.y_values.append(next_y)

# rw_visual.py
# 用於生成散點圖
import matplotlib.pyplot as plt
from random_walk import RandomWalk
while True:
rw = RandomWalk()
rw.fill_walk()
# 設置繪圖窗口的尺寸
plt.figure(dpi=128)
point_numbers = list(range(rw.num_points))
plt.scatter(
rw.x_values,
rw.y_values,
c=point_numbers,
cmap=plt.cm.Blues,
edgecolor="none",
s=1,
)
plt.scatter(0, 0, c="green", edgecolors="none", s=50)
plt.scatter(rw.x_values[-1], rw.y_values[-1], c="red", edgecolors="none", s=50)
# 隱藏axis
# plt.axis("off")
plt.show()
keep_running = input("make another walk?(y/n):")
if keep_running == "n":
break

pygal

使用Python可視化包pygal來生成可縮放的矢量圖文件；在此項目將生成一個表示擲骰子結果的數據集，並根據結果繪制出一個圖形

安裝

Linux系統下安裝

pip install --user pygal==x.x #對應的版本號

Windows系統下安裝

python -m pip install --user pygal==x,x

了解使用pygal可創建什麼樣什麼樣的圖表，可以查看圖表類型畫廊
pygal圖表類型畫廊

繪制模擬擲骰子點數直方圖

# die.py
# 創建一個Die類，生成骰子對象
from random import randint
class Die():
def __init__(self, num_sides=6):
self.num_sides=num_sides
def roll(self):
#返回一個1與num_sides之間的隨機值
return randint(1,self.num_sides)

模擬擲骰子，並且將結果統計出來；有了頻率列表後，使用pygal.Bar()繪制一個表示結果的直方圖

# die_visual.py
# 模擬投擲一個骰子
import pygal
from die import Die
die=Die()
results=[]
for roll_num in range(100):
result=die.roll()
results.append(result)
frequencies=[]
for value in range(1, die.num_sides+1):
#統計results裡1，2，3，4，5，6出現的次數且存進frequencies裡
frequency=results.count(value)
frequencies.append(frequency)
print(frequencies)
# 對所獲得的frequencies進行可視化操作
hist = pygal.Bar()
hist._title = 'Results of rolling one D6 1000 times'
hist.x_labels = ['1', '2', '3', '4', '5', '6']
# 設置x軸坐標數值
hist._x_title = 'Result'
hist._y_title = 'Frequency of Result'
hist.add('D6', frequencies)
hist.render_to_file('images/die_visual.svg')
# 保存成svg文件輸出

同時投擲兩個骰子

# die_visual.py
# 模擬投擲兩個骰子
import pygal
from die import Die
die_1=Die()
die_2=Die()
results=[]
for roll_num in range(100):
result=die_1.roll()+die_2.roll()
results.append(result)
frequencies=[]
for value in range(2, die_1.num_sides+die_2.num_sides+1):
#統計results裡1，2，3，4，5，6出現的次數且存進frequencies裡
frequency=results.count(value)
frequencies.append(frequency)
print(frequencies)
# 對所獲得的frequencies進行可視化操作
hist = pygal.Bar()
hist._title = 'Results of rolling two D6 100 times'
hist.x_labels = ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '10', '11', '12']
# 設置x軸坐標數值
hist._x_title = 'Result'
hist._y_title = 'Frequency of Result'
hist.add('D6+D6', frequencies)
# 使用add()方法將一系列值添加到圖表中；向它傳遞要給添加的值指定的標簽，還有一個列表，其中包含將出現在圖表中的值
hist.render_to_file('images/die_visual.svg')
# 保存成svg文件輸出