matplotlib库 点线图，直方图，多子图与三维空间的可视化

目录

一.基础绘图

1.绘制点线图：

2.直方图：

3.多子图绘制

[二. 三维空间可视化](#二. 三维空间可视化)

1.数据准备

2.绘图实现

3.完整代码呈现

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一.基础绘图

1.绘制点线图：

通过**plt.plot(x, y)** 传入X/Y轴数据，设置颜色（color）和标记形状（marker），添加标题（title）和轴标签（xlabel/ylabel）。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x=np.array([1,2,3,4,5])
y=np.array([10,20,30,40,50])
plt.plot(x,y,color='red',marker='o')#点线图
plt.xlabel('X Axis')
plt.ylabel('Y Axis')
plt.show()

2.直方图：

使用plt.hist()绘制单值条形图

data = [1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5]
plt.hist(data,color='red')
plt.show()

3.多子图绘制

通过plt.subplot()在同一画布上分区域绘制多个图形（如正弦、余弦函数），结合np.linspace()生成等间隔数据点。

使用 plt.subplot 创建两行两列的子图（共4个），图像大小为10x8（单位未明确）。

• 子图通过矩阵（ndarray）管理，通过索引（如 ax[0,0]）在指定位置添加数据：
  • 第0行第0列：绘制 X 和 y1（红色），标题为 X sinex。
  • 第0行第1列：绘制 X 和 y2（绿色），标题为 cosinex。
  • 第1行第0列：绘制 X 和 y3（蓝色）。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x=np.linspace(0,10,100)
y1=np.sin(x)
y2=np.cos(x)
y3=np.tan(x)
y4=np.sin(x**2)
fig,axs=plt.subplots(2,2,figsize=(10,8))
axs[0,0].plot(x,y1,'r')
axs[0,0].set_title('sin(x)')
axs[0,1].plot(x,y2,'g')
axs[0,1].set_title('cos(x)')
axs[1,0].plot(x,y3,'b')
axs[1,0].set_title('tan(x)')
axs[1,1].plot(x,y4,'m')
axs[1,1].set_title('sin(x^2)')
plt.show()

二. 三维空间可视化

1.数据准备

• 数据datingTestSet2.txt包含三列特征（旅行路程、游戏时间百分比、零食重量百分比）和一列分类结果（1/2/3类），数据展示部分如下。

• 需按分类结果筛选数据：类别1，爱学习（红色）、类别2，一般（蓝色）、类别3，爱玩（黄色）。

• 利用numpy库读取txt文件数据

  import numpy as np
  import matplotlib.pyplot as plt
  data = np.loadtxt('datingTestSet2.txt')

• 将各类别的数据用代码分别划分出来

  data_1=data[data[:,-1]==1]
  data_2=data[data[:,-1]==2]
  data_3=data[data[:,-1]==3]

2.绘图实现

• 工具选择 ：使用 matplotlib 的 scatter 函数绘制三维散点图。
• 步骤 ：

  • 创建三维画布：plt.figure().add_subplot(projection='3d')。

    fig=plt.figure()
    ax=plt.axes(projection='3d')

  • 分三次添加数据点：分别筛选类别1、2、3的数据，传入对应特征列（X/Y/Z轴），并指定颜色和标记形状（圆形、三角形等）。

    ax.scatter(data_1[:,0],data_1[:,1],data_1[:,2],c='red',marker='o',label='1')
    ax.scatter(data_2[:,0],data_2[:,1],data_2[:,2],c='blue',marker='^',lable='2')
    ax.scatter(data_3[:,0],data_3[:,1],data_3[:,2],c='yellow',marker='+',label='3')

  • 设置坐标轴标签

    ax.set(xlabel='Xaxes',ylabel='Yaxes',zlabel='Zaxes')
    plt.show()

3.完整代码呈现

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
data = np.loadtxt('datingTestSet2.txt')

data_1=data[data[:,-1]==1]
data_2=data[data[:,-1]==2]
data_3=data[data[:,-1]==3]

fig=plt.figure()
ax=plt.axes(projection='3d')
ax.scatter(data_1[:,0],data_1[:,1],data_1[:,2],c='red',marker='o',label='1')
ax.scatter(data_2[:,0],data_2[:,1],data_2[:,2],c='blue',marker='^',label='2')
ax.scatter(data_3[:,0],data_3[:,1],data_3[:,2],c='yellow',marker='+',label='3')
ax.set(xlabel='Xaxes',ylabel='Yaxes',zlabel='Zaxes')
plt.show()