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三、 利用matplotlib模块绘图
1. matplotlib是一个绘图库,使用其中的pyplot子库所提供的函数可以快速绘图和设置图表的坐标轴、坐标轴刻度、图例等。
2. 在Python中引入 matplotlib的pyplot子库的方法:
import matplotlib.pyplot as plt
3. matplotlib模块常用绘图函数
(1)常用绘图函数
分类 函数 说明
创建对象 figure() 创建一个新的图表对象,并将其设置为当前绘图对象(注:不创建figure对象,直接调用plot等绘图函数进行绘图,matplotlib会自动创建一个figure对象)
绘制图形 plot() 绘制线形图
bar() 绘制垂直柱形图
barh() 绘制水平柱形图
scatter() 绘制散点图
修饰美化 title() 设置图表的标题
xlim、ylim() 设置X轴、Y轴的取值范围
xlabel() 、ylabel() 设置X轴、Y轴的标签
显示 legend() 显示图例
show() 显示创建的所有绘图对象
(2)figure语法说明
figure(num=None, figsize=None, dpi=None, facecolor=None,
edgecolor=None, frameon=True)
①num:图像编号或名称,数字为编号,字符串为名称。
②figsize:指定figure的宽和高,单位为英寸。
③dpi:指定绘图对象的分辨率,即每英寸多少像素,缺省值为80。
④facecolor:背景颜色。
⑤edgecolor:边框颜色。
⑥frameon:是否显示边框。
⑦例如:
import matplotlib. pyplot as plt
#创建自定义图像
fig=plt.figure(figsize=(4, 3),facecolor="blue")
plt.show()
(3)plot() 语法说明
①color: 指定线条的颜色。
②linewidth:指定线条的宽度。
③label: 给线条指定一个图例名称。
④例如:
import matplotlib.pyplot as plt
x=[0, 1, 2, 3, 4, 5]
y=[1, 6, 2, 5, 3, 4]
plt.plot(x, y, label="y", color="r", linewidth=2)
plt.legend()
plt.show()
【例1】 有如下Python程序:
import numpy as np
form matplotlib.import pyplot as plt
x=np.arange(-5,5,0.1)
　　　　　　　　　
plt.plot(x,y)
plt.show()
若输出结果如下图所示:
横线上应填入的代码是(　A　)
A. y＝np.sin(x)
B. y＝np.cos(x)
C. y＝np.tan(x)
D. y＝x
【解析】 本题主要考查Python图形绘制。由图可知,绘制的是sin正弦函数,故横线上应填入y＝np.sin(x)。
【例2】 用Python的matplotlib绘图库绘制图,代码如下,根据代码分析,最后输出的图是(　B　)
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x=np.arange(-10,10,0.2)
y=np.sin(x)
plt.title("y=sin(x)")
plt.xlim(-np.pi,np.pi)
plt.xlabel( x )
plt.ylabel( y )
plt.scatter(x,y)
plt.legend()
plt.show()
【解析】 本题主要考查Python程序的运行。由所给代码“y＝np.sin(x)”可知绘制的是正弦函数曲线,plt.title("y＝sin(x)")表示图像的标题是y＝sinx,scatter用于画散点图,结合选项,B正确。
1. 下列用于数据可视化的Python代码中,绘制折线图的语句是(　B　)
import matplotlib.pyplot as plt
x=[1,2,3,4,5,6,7,8,9]
y=[0.35,0.70,1.13,0.2,1.90,6.10,2.70,3.08,3.52]
plt.plot(x,y)
plt.show()
A. plt.show()
B. plt.plot(x,y)
C. import matplotlib. pyplot as plt
D. y=[0.35,0.70,1.13,0.2,1.90,6.10,2.70,3.08,3.52]
【解析】 本题主要考查Python图形绘制。plt. show()用于显示绘制的图形,plt. plot(x,y)根据x和y的取值进行图形绘制,B正确。
2. 下面是绘制函数图像的程序,其中plot函数可以绘制线形图。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x=np.linspace(0,10, 100)
y=np.sin(x)
plt.title("sin(x)")
plt.plot(x,y,color="r",linewidth="2")
plt.show()
下列图像中,由该程序绘制出来的为(　C　)
A. B.
C. D.
【解析】 本题主要考查Python绘图库的应用。由代码“y＝np.sin(x)”可知,该程序实现绘制正弦函数图像,线条颜色是红色,线条宽度是2,运行结果如下,C
正确。
3. Python中可以借助数据可视化模块实现函数f(x)=5x－x＋1和f(x)=5x－1图像的绘制(如图所示),请补充正确的代码以实现两个函数图像的绘制。
import 　①　 as np
import 　②　 as plt
x=np.arange(-10,10,0.01)
y1=5*x*x-x+1
plt.plot(x,y1)
y1=5*x-1
plt. plot(x,y1)
plt. show()
下列选项中,正确的是(　B　)
A. ① matplotlib.pyplot　②numpy
B. ①numpy　② matplotlib.pyplot
C. ① matplotlib.plot　　②numpy
D. ①numpy　② matplotlib.plot
【解析】 本题主要考查Python图像绘制。numpy是Python的一个开源的数值计算扩展库,此处指定别名为np;matplotlib是一个Python的2D绘图库,matplotlib.pyplot是一个有命令行风格的函数集合,它看起来和MATLAB很相似。每一个pyplot函数都使一幅图做出些许改变,例如创建一幅图,在图中创建一个绘图区域,在绘图区域中添加一条线等。在matplotlib.pyplot中,各种状态通过函数调用保存起来,以便随时跟踪当前图像和绘图区域等,此处指定别名为plt,B正确。
4. 某餐厅信息管理系统由菜品管理、订单管理和客户管理三个模块组成。其中,订单管理模块可以实现顾客点餐、订单结算和订单统计的功能。餐厅内用于盛菜的碗碟已植入了电子标签,在系统中可设定每个电子标签对应的菜品。顾客将选好的菜品的托盘放入结算台,结算台读取电子标签信息,系统自动完成结算,顾客在刷卡区完成支付。将系统数据库中一周的订单数据导出为文件“week. xlsx”, 如图1所示,并制作图表如图2所示,部分程序代码如下,请在横线上填入合适的代码。
图1
图2
import pandas as pd
import matplotlib. pyplot as plt　　#图表显示中文字体,代码略
df=pd.read_excel("week. xlsx")　　#读取Excel文件中的数据
dfl=df.groupby("菜品",as_index=False).sum()
#按"菜品"分组求和
df2=dfl.sort_values("份数",ascending=False).head(5)
#按"份数"排序并取前5行
x=　df2[“菜品”]或df2. 菜品　
y＝df2["份数"]
plt. title("一周餐厅最佳菜品(单位:份数)")　#设置图表标题
plt. bar(x, y)　#绘制柱形图　　　　plt.show()
【解析】 对df进行分组后,“菜品”作为数据列,分析图表中x轴的数据为菜品名称,故x ＝ df2[“菜品”]或df2. 菜品。(共20张PPT)
三、 利用matplotlib模块绘图
信息技术 必修1 数据与计算
数据处理与应用
第四章
知识过关
1. matplotlib是一个绘图库,使用其中的pyplot子库所提供的函数可以快速绘图和设置图表的坐标轴、坐标轴刻度、图例等。
2. 在Python中引入 matplotlib的pyplot子库的方法:
import matplotlib.pyplot as plt 　
3. matplotlib模块常用绘图函数
(1)常用绘图函数
分类 函数 说明
创建对象 figure() 创建一个新的图表对象,并将其设置为当前绘图对象(注:不创建figure对象,直接调用plot等绘图函数进行绘图,
matplotlib会自动创建一个figure对象)
绘制图形 plot() 绘制线形图
bar() 绘制垂直柱形图
barh() 绘制水平柱形图
scatter() 绘制散点图
修饰美化 title() 设置图表的标题
xlim、ylim() 设置X轴、Y轴的取值范围
xlabel() 、ylabel() 设置X轴、Y轴的标签
显示 legend() 显示图例
show() 显示创建的所有绘图对象
(2)figure语法说明
figure(num=None, figsize=None, dpi=None, facecolor=None, 　
edgecolor=None, frameon=True) 　
①num: 图像编号或名称,数字为编号,字符串为名称。
②figsize: 指定figure的宽和高,单位为英寸。
③dpi: 指定绘图对象的分辨率,即每英寸多少像素,缺省值为80。
④facecolor:背景颜色。
⑤edgecolor: 边框颜色。
⑥frameon: 是否显示边框。
⑦例如:
import matplotlib. pyplot as plt 　
#创建自定义图像
fig=plt.figure(figsize=(4, 3),facecolor="blue")
plt.show()
(3)plot() 语法说明
①color: 指定线条的颜色。
②linewidth:指定线条的宽度。
③label: 给线条指定一个图例名称。
④例如:
import matplotlib.pyplot as plt 　
x=[0, 1, 2, 3, 4, 5]
y=[1, 6, 2, 5, 3, 4]
plt.plot(x, y, label="y", color="r", linewidth=2)
plt.legend( )
plt.show( )
典例精选
【例1】 有如下Python程序:
import numpy as np
form matplotlib.import pyplot as plt
x=np.arange(-5,5,0.1)
　　　　　　　　　
plt.plot(x,y)
plt.show()
若输出结果如图所示:
横线上应填入的代码是(　　)
A. y＝np.sin(x) B. y＝np.cos(x)
C. y＝np.tan(x) D. y＝x
【解析】 本题主要考查Python图形绘制。由图可知,绘制的是sin正弦函数,故横线上应填入y＝np.sin(x)。
A
【例2】 用Python的matplotlib绘图库绘制图,代码如下,根据代码分析,最后输出的图是
(　　)
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x=np.arange(-10,10,0.2)
y=np.sin(x)
plt.title("y=sin(x)")
plt.xlim(-np.pi,np.pi)
plt.xlabel( x )
plt.ylabel( y )
plt.scatter(x,y)
plt.legend()
plt.show()
B
【解析】 本题主要考查Python程序的运行。由所给代码“y＝np.sin(x)”可知绘制的是正弦函数曲线,plt.title("y＝sin(x)")表示图像的标题是y＝sinx,scatter用于画散点图,结合选项,B正确。
自我检测
1. 下列用于数据可视化的Python代码中,绘制折线图的语句是(　　)
import matplotlib.pyplot as plt
x=[1,2,3,4,5,6,7,8,9]
y=[0.35,0.70,1.13,0.2,1.90,6.10,2.70,3.08,3.52]
plt.plot(x,y)
plt.show()
A. plt.show()
B. plt.plot(x,y)
C. import matplotlib. pyplot as plt
D. y=[0.35,0.70,1.13,0.2,1.90,6.10,2.70,3.08,3.52]
B
【解析】 本题主要考查Python图形绘制。plt. show()用于显示绘制的图形,plt. plot(x,y)根据x和y的取值进行图形绘制,B正确。
2. 下面是绘制函数图像的程序,其中plot函数可以绘制线形图。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x=np.linspace(0,10, 100)
y=np.sin(x)
plt.title("sin(x)")
plt.plot(x,y,color="r",linewidth="2")
plt.show()
下列图像中,由该程序绘制出来的为(　　)
A. B.
C. D.
C
【解析】 本题主要考查Python绘图库的应用。由代码“y＝np.sin(x)”可知,该程序实现绘制正弦函数图像,线条颜色是红色,线条宽度是2,运行结果如下,C正确。
3. Python中可以借助数据可视化模块实现函数f(x)=5x－x＋1和f(x)=5x－1图像的绘制(如图所示),请补充正确的代码以实现两个函数图像的绘制。
import 　①　 as np
import 　②　 as plt
x=np.arange(-10,10,0.01)
y1=5*x*x-x+1
plt.plot(x,y1)
y1=5*x-1
plt. plot(x,y1)
plt. show()
下列选项中,正确的是(　　)
A. ① matplotlib.pyplot　②numpy B. ①numpy　② matplotlib.pyplot
C. ① matplotlib.plot　　②numpy D. ①numpy　② matplotlib.plot
【解析】 本题主要考查Python图像绘制。numpy是Python的一个开源的数值计算扩展库,此处指定别名为np;matplotlib是一个Python的2D绘图库,matplotlib.pyplot是一个有命令行风格的函数集合,它看起来和MATLAB很相似。每一个pyplot函数都使一幅图做出些许改变,例如创建一幅图,在图中创建一个绘图区域,在绘图区域中添加一条线等。在matplotlib.pyplot中,各种状态通过函数调用保存起来,以便随时跟踪当前图像和绘图区域等,此处指定别名为plt,B正确。
B
4. 某餐厅信息管理系统由菜品管理、订单管理和客户管理三个模块组成。其中,订单管理模块可以实现顾客点餐、订单结算和订单统计的功能。餐厅内用于盛菜的碗碟已植入了电子标签,在系统中可设定每个电子标签对应的菜品。顾客将选好的菜品的托盘放入结算台,结算台读取电子标签信息,系统自动完成结算,顾客在刷卡区完成支付。将系统数据库中一周的订单数据导出为文件“week. xlsx”, 如图1所示,并制作图表如图2所示,部分程序代码如下,请在横线上填入合适的代码。
图1
图2
import pandas as pd
import matplotlib. pyplot as plt　　#图表显示中文字体,代码略
df=pd.read_excel("week. xlsx")　　#读取Excel文件中的数据
dfl=df.groupby("菜品",as_index=False).sum()　　
#按"菜品"分组求和
df2=dfl.sort_values("份数",ascending=False).head(5)　
#按"份数"排序并取前5行
x=____________________________
y＝df2["份数"]
plt. title("一周餐厅最佳菜品(单位:份数)")　#设置图表标题
plt. bar(x, y)　#绘制柱形图　　　　plt.show()
【解析】 对df进行分组后,“菜品”作为数据列,分析图表中x轴的数据为菜品名称,故x ＝ df2[“菜品”]或df2. 菜品。
df2[“菜品”]或df2. 菜品

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