数据可视化

一、Matplotlib

1、变化

时间序列图、堆积面积图

2、分布

密度图、箱型图、堆叠直方图

3、关联

散点图、相关图（热力图）、矩阵图

4、组成

饼图、条形图、矩形树图

5、分组

树状图

6、偏差

发散性条形图、发散性包点图、面积图

7、排序

有序条形图、有序棒棒糖图

8、认识Matplotlib可视化库

Matplotlib是Python的一个绘图库，它提供了一个面向对象的API，用于嵌入到Python应用程序、脚本、Jupyter notebooks、web应用程序以及GUI工具包中。

pyplot是Matplotlib的一个模块，它提供了一个类似于MATLAB的绘图系统接口。

Matplotlib擅长2D绘图，可以生成折线图、散点图、柱状图、直方图、饼图、误差线图、箱线图等多种图表。

虽然主要关注2D绘图，但Matplotlib也支持3D绘图，可以生成3D曲面图、3D散点图等。

Matplotlib提供了大量的定制化选项，可以调整图表的颜色、线型、字体、标签、标题等。

可以将图表保存为多种格式的文件，如PNG、PDF、SVG等。

组件包括：

        Figure:可以看作是一个能够容纳各种坐标轴、图形、文字和标签的容器。

        Axes:一个Axes对象相当于一个绘图区域，可以包含多个坐标轴。在Matplotlib中，大部分绘图函数都是Axes的方法。

        Artist:Figure、Axes、坐标轴、网格线、图例、文本等都是Artist对象。它们在画布上绘制内容。

优点：

        Matplotlib是免费的，并且其源代码是公开的，可以自由使用和修改。

        Matplotlib可以在不同的操作系统上运行，如Windows、macOS和Linux。

        Matplotlib可以与Python的其他科学计算库（如NumPy、SciPy、Pandas等）无缝集成。

9、认识Matplotlib基本函数

（1）画布与图形配置

        plt.figure()：用于创建一个新的绘图窗口或画布。

        plt.subplots()：用于创建一个图形以及一个或多个子图。它返回一个图形对象和子图对象的数组。

        plt.subplot():用于在一个画布上创建多个子图区域，并定位到当前绘图的子图区域。参数格式为plt.subplot(nrows, ncols, index)，其中nrows和ncols表示将画布分割成几行几列，index表示当前绘图位于第几个区域（按行优先排序）。

        plt.add_subplot() 和 plt.add_axes():用于在已存在的图形中添加新的子图或轴。

（2）图形绘制

        plt.plot()：用于绘制折线图。可以指定x和y轴的数据，以及线条的样式、颜色和标记等。

        plt.scatter()：用于绘制散点图。可以指定x和y轴的数据，以及散点的颜色、大小、形状等属性。

        plt.bar()：用于绘制条形图。可以指定每个条形的位置、高度、宽度和底部位置等。

        plt.barh()：用于绘制横向条形图。

        plt.boxplot()：用于绘制箱形图，以显示数据的分布情况和统计特征。

        plt.pie()：用于绘制饼图，以显示数据的占比情况。

        plt.hist()：用于绘制直方图，以显示数据的频率分布情况。

        plt.polar()：用于绘制极坐标图。

        plt.imshow()：用于显示图片。可以指定图片的路径或数组，以及显示的样式等。

（3）图形属性设置

        plt.title()：用于设置图形的标题。

        plt.xlabel() 和 plt.ylabel()：分别用于设置x轴和y轴的标签。

        plt.xticks() 和 plt.yticks()：分别用于设置x轴和y轴的刻度标签。

        plt.xlim() 和 plt.ylim()：分别用于设置x轴和y轴的显示范围。

        plt.axis()：用于设置坐标轴的刻度、范围、比例等属性。

        plt.grid()：用于在图形中添加网格线。可以设置网格线的颜色、样式等属性。

        plt.legend()：用于添加图例，以解释图形中的不同数据系列或标记。

        plt.annotate()：用于在图形中添加带箭头的注释。可以指定注释的文本、位置、箭头样式等属性。

        plt.text()：用于在图形中的指定位置添加文本。

（4）图形保存与显示

        plt.savefig()：用于将绘制的图形保存为文件。可以指定文件的名称、格式（如png、pdf等）以及分辨率等属性。

        plt.show()：用于显示绘制的图形。在脚本或命令行中运行Matplotlib代码时，通常需要调用此函数来查看结果。