一、函數(shù)說明
成都創(chuàng)新互聯(lián)是一家專業(yè)提供南昌企業(yè)網(wǎng)站建設,專注與網(wǎng)站設計制作、網(wǎng)站設計、H5網(wǎng)站設計、小程序制作等業(yè)務。10年已為南昌眾多企業(yè)、政府機構(gòu)等服務。創(chuàng)新互聯(lián)專業(yè)網(wǎng)站建設公司優(yōu)惠進行中。
在使用python作圖時,應用最廣的就是matplotlib包,但我們平時使用matplotlib時主要是畫一些簡單的圖表,很少有涉及分段函數(shù)。本次針對數(shù)值實驗中兩個較為復雜的函數(shù),使用其構(gòu)建分段函數(shù)圖像。
二、圖像代碼
2.11、函數(shù)公式:
y=4sin(4πt)-sgn(t-0.3)-sgn(0.72-t)
2.12、代碼如下:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
def sgn(x):
if x0:
return 1
elif x0:
return -1
else:
return 0
t=np.arange(0,1,0.01)
y=[]
for i in t:
y_1=4*np.sin(4*np.pi*i)-sgn(i-0.3)-sgn(0.72-i)
y.append(y_1)
plt.plot(t,y)
plt.xlabel("t")
plt.ylabel("y")
plt.title("Heavsine")
plt.show()
2.13、運行結(jié)果如下:
81036331d721706ae12808beb99b9574.png
2.21、函數(shù)公式:
479029.html
2.22、代碼如下:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
def g(x):
if x0:
return x
else:
return 0
t=np.arange(0,1,0.01)
y=[]
for i in t:
y_1=g(i*(1-i))*np.sin((2*np.pi*1.05)/(i+0.05))
y.append(y_1)
plt.plot(t,y)
plt.xlabel("t")
plt.ylabel("y")
plt.title("TimeSine")
plt.show()
1,xlable,ylable設置x,y軸的標題文字。
2,title設置標題。
3,xlim,ylim設置x,y軸顯示范圍。
plt.show()顯示繪圖窗口,通常情況下,show()會阻礙程序運行,帶-wthread等參數(shù)的環(huán)境下,窗口不會關(guān)閉。
plt.saveFig()保存圖像。
面向?qū)ο罄L圖
1,當前圖表和子圖可以用gcf(),gca()獲得。
subplot()繪制包含多個圖表的子圖。
configure subplots,可調(diào)節(jié)子圖與圖表邊框距離。
可以通過修改配置文件更改對象屬性。
圖標顯示中文
1,在程序中直接指定字體。
2, 在程序開始修改配置字典reParams.
3,修改配置文件。
Artist對象
1,圖標的繪制領(lǐng)域。
2,如何在FigureCanvas對象上繪圖。
3,如何使用Renderer在FigureCanvas對象上繪圖。
FigureCanvas和Render處理底層圖像操作,Artist處理高層結(jié)構(gòu)。
分為簡單對象和容器對象,簡單的Aritist是標準的繪圖元件,例如Line 2D,Rectangle,Text,AxesImage等,而容器類型包含許多簡單的的 Aritist對象,使他們構(gòu)成一個整體,例如Axis,Axes,Figure等。
直接創(chuàng)建Artist對象進項繪圖操作步奏:
1,創(chuàng)建Figure對象(通過figure()函數(shù),會進行許多初始化操作,不建議直接創(chuàng)建。)
2,為Figure對象創(chuàng)建一個或多個Axes對象。
3,調(diào)用Axes對象的方法創(chuàng)建各類簡單的Artist對象。
Figure容器
如何找到指定的Artist對象。
1,可調(diào)用add_subplot()和add_axes()方法向圖表添加子圖。
2,可使用for循環(huán)添加柵格。
3,可通過transform修改坐標原點。
Axes容器
1,patch修改背景。
2,包含坐標軸,坐標網(wǎng)格,刻度標簽,坐標軸標題等內(nèi)容。
3,get_ticklabels(),,get-ticklines獲得刻度標簽和刻度線。
1,可對曲線進行插值。
2,fill_between()繪制交點。
3,坐標變換。
4,繪制陰影。
5,添加注釋。
1,繪制直方圖的函數(shù)是
2,箱線圖(Boxplot)也稱箱須圖(Box-whisker Plot),是利用數(shù)據(jù)中的五個統(tǒng)計量:最小值、第一四分位
數(shù)、中位數(shù)、第三四分位數(shù)與最大值來描述數(shù)據(jù)的一種方法,它可以粗略地看出數(shù)據(jù)是否具有對稱性以及分
布的分散程度等信息,特別可以用于對幾個樣本的比較。
3,餅圖就是把一個圓盤按所需表達變量的觀察數(shù)劃分為若干份,每一份的角度(即面積)等價于每個觀察
值的大小。
4,散點圖
5,QQ圖
低層繪圖函數(shù)
類似于barplot(),dotchart()和plot()這樣的函數(shù)采用低層的繪圖函數(shù)來畫線和點,來表達它們在頁面上放置的位置以及其他各種特征。
在這一節(jié)中,我們會描述一些低層的繪圖函數(shù),用戶也可以調(diào)用這些函數(shù)用于繪圖。首先我們先講一下R怎么描述一個頁面;然后我們講怎么在頁面上添加點,線和文字;最后講一下怎么修改一些基本的圖形。
繪圖區(qū)域與邊界
R在繪圖時,將顯示區(qū)域劃分為幾個部分。繪制區(qū)域顯示了根據(jù)數(shù)據(jù)描繪出來的圖像,在此區(qū)域內(nèi)R根據(jù)數(shù)據(jù)選擇一個坐標系,通過顯示出來的坐標軸可以看到R使用的坐標系。在繪制區(qū)域之外是邊沿區(qū),從底部開始按順時針方向分別用數(shù)字1到4表示。文字和標簽通常顯示在邊沿區(qū)域內(nèi),按照從內(nèi)到外的行數(shù)先后顯示。
添加對象
在繪制的圖像上還可以繼續(xù)添加若干對象,下面是幾個有用的函數(shù),以及對其功能的說明。
?points(x, y, ...),添加點
?lines(x, y, ...),添加線段
?text(x, y, labels, ...),添加文字
?abline(a, b, ...),添加直線y=a+bx
?abline(h=y, ...),添加水平線
?abline(v=x, ...),添加垂直線
?polygon(x, y, ...),添加一個閉合的多邊形
?segments(x0, y0, x1, y1, ...),畫線段
?arrows(x0, y0, x1, y1, ...),畫箭頭
?symbols(x, y, ...),添加各種符號
?legend(x, y, legend, ...),添加圖列說明
對于氣象繪圖來講,第一步是對數(shù)據(jù)的處理,通過各類公式,或者統(tǒng)計方法將原始數(shù)據(jù)處理為目標數(shù)據(jù)。
按照氣象統(tǒng)計課程的內(nèi)容,我給出了一些常用到的統(tǒng)計方法的對應函數(shù):
在計算氣候態(tài),區(qū)域平均時均要使用到求均值函數(shù),對應NCL中的dim_average函數(shù),在python中通常使用np.mean()函數(shù)
numpy.mean(a, axis, dtype)
假設a為[time,lat,lon]的數(shù)據(jù),那么
需要特別注意的是,氣象數(shù)據(jù)中常有缺測,在NCL中,使用求均值函數(shù)會自動略過,而在python中,當任意一數(shù)與缺測(np.nan)計算的結(jié)果均為np.nan,比如求[1,2,3,4,np.nan]的平均值,結(jié)果為np.nan
因此,當數(shù)據(jù)存在缺測數(shù)據(jù)時,通常使用np.nanmean()函數(shù),用法同上,此時[1,2,3,4,np.nan]的平均值為(1+2+3+4)/4 = 2.5
同樣的,求某數(shù)組最大最小值時也有np.nanmax(), np.nanmin()函數(shù)來補充np.max(), np.min()的不足。
其他很多np的計算函數(shù)也可以通過在前邊加‘nan’來使用。
另外,
也可以直接將a中缺失值全部填充為0。
np.std(a, axis, dtype)
用法同np.mean()
在NCL中有直接求數(shù)據(jù)標準化的函數(shù)dim_standardize()
其實也就是一行的事,根據(jù)需要指定維度即可。
皮爾遜相關(guān)系數(shù):
相關(guān)可以說是氣象科研中最常用的方法之一了,numpy函數(shù)中的np.corrcoef(x, y)就可以實現(xiàn)相關(guān)計算。但是在這里我推薦scipy.stats中的函數(shù)來計算相關(guān)系數(shù):
這個函數(shù)缺點和有點都很明顯,優(yōu)點是可以直接返回相關(guān)系數(shù)R及其P值,這避免了我們進一步計算置信度。而缺點則是該函數(shù)只支持兩個一維數(shù)組的計算,也就是說當我們需要計算一個場和一個序列的相關(guān)時,我們需要循環(huán)來實現(xiàn)。
其中a[time,lat,lon],b[time]
(NCL中為regcoef()函數(shù))
同樣推薦Scipy庫中的stats.linregress(x,y)函數(shù):
slop: 回歸斜率
intercept:回歸截距
r_value: 相關(guān)系數(shù)
p_value: P值
std_err: 估計標準誤差
直接可以輸出P值,同樣省去了做置信度檢驗的過程,遺憾的是仍需同相關(guān)系數(shù)一樣循環(huán)計算。
利用python中的 turtle (海龜繪圖)模塊提供的函數(shù)繪制直線 turtle.penup(): 畫筆抬起
turtle.color(): 設置顏色
turtle.goto(): 畫筆移動到下一目標
turtle.pendown(): 畫筆落下
今天開始琢磨用Python畫圖,沒使用之前是一臉懵的,我使用的開發(fā)環(huán)境是Pycharm,這個輸出的是一行行命令,這個圖畫在哪里呢?
搜索之后發(fā)現(xiàn),它會彈出一個對話框,然后就開始畫了,比如下圖
第一個常用的庫是Turtle,它是Python語言中一個很流行的繪制圖像的函數(shù)庫,這個詞的意思就是烏龜,你可以想象下一個小烏龜在一個x和y軸的平面坐標系里,從原點開始根據(jù)指令控制,爬行出來就是繪制的圖形了。
它最常用的指令就是旋轉(zhuǎn)和移動,比如畫個圓,就是繞著圓心移動;再比如上圖這個怎么畫呢,其實主要就兩個命令:
turtle.forward(200)
turtle.left(170)
第一個命令是移動200個單位并畫出來軌跡
第二個命令是畫筆順時針轉(zhuǎn)170度,注意此時并沒有移動,只是轉(zhuǎn)角度
然后呢? 循環(huán)重復就畫出來這個圖了
好玩吧。
有需要仔細研究的可以看下這篇文章 ,這個牛人最后用這個庫畫個移動的鐘表,太贊了。
Turtle雖好玩,但是我想要的是我給定數(shù)據(jù),然后讓它畫圖,這里就找到另一個常用的畫圖的庫了。
Matplotlib是python最著名的繪圖庫,它提供了一整套和matlab相似的命令API,十分適合交互式地行制圖。其中,matplotlib的pyplot模塊一般是最常用的,可以方便用戶快速繪制二維圖表。
使用起來也挺簡單,
首先import matplotlib.pyplot as plt?導入畫圖的圖。
然后給定x和y,用這個命令plt.plot(x, y)就能畫圖了,接著用plt.show()就可以把圖形展示出來。
接著就是各種完善,比如加標題,設定x軸和y軸標簽,范圍,顏色,網(wǎng)格等等,在 這篇文章里介紹的很詳細。
現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的好處就是你需要什么內(nèi)容,基本上都能搜索出來,而且還是免費的。
我為什么要研究這個呢?當然是為了用,比如我把比特幣的曲線自己畫出來可好?
假設現(xiàn)在有個數(shù)據(jù)csv文件,一列是日期,另一列是比特幣的價格,那用這個命令畫下:
這兩列數(shù)據(jù)讀到pandas中,日期為df['time']列,比特幣價格為df['ini'],那我只要使用如下命令
plt.plot(df['time'], df['ini'])
plt.show()
就能得到如下圖:
自己畫的是不是很香,哈哈!
然后呢,我在上篇文章 中介紹過求Ahr999指數(shù),那可不可以也放到這張圖中呢?不就是加一條命令嘛
plt.plot(df['time'], df['Ahr999'])
圖形如下:
但是,Ahr999指數(shù)怎么就一條線不動啊,?原來兩個Y軸不一致,顯示出來太怪了,需要用多Y軸,問題來了。
繼續(xù)谷歌一下,把第二個Y軸放右邊就行了,不過呢得使用多圖,重新繪制
fig = plt.figure() # 多圖
ax1 = fig.add_subplot(111)
ax1.plot(df['time'], df['ini'], label="BTC price")? #?繪制第一個圖比特幣價格
ax1.set_ylabel('BTC price') #?加上標簽
# 第二個直接對稱就行了
ax2 = ax1.twinx()#?在右邊增加一個Y軸
ax2.plot(df['time'], df['Ahr999'], 'r', label="ahr999")??#?繪制第二個圖Ahr999指數(shù),紅色
ax2.set_ylim([0, 50])# 設定第二個Y軸范圍
ax2.set_ylabel('ahr999')
plt.grid(color="k", linestyle=":")# 網(wǎng)格
fig.legend(loc="center")#圖例
plt.show()
跑起來看看效果,雖然丑了點,但終于跑通了。
這樣就可以把所有指數(shù)都繪制到一張圖中,等等,三個甚至多個Y軸怎么加?這又是一個問題,留給愛思考愛學習的你。
有了自己的數(shù)據(jù),建立自己的各個指數(shù),然后再放到圖形界面中,同時針對異常情況再自動進行提醒,比如要抄底了,要賣出了,用程序做出自己的晴雨表。
pre
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Polygon
def func(x):
return -(x-2)*(x-8)+40
x=np.linspace(0,10)
y=func(x)
fig,ax = plt.subplots()
plt.plot(x,y,'r',linewidth=2)
plt.ylim(ymin=20)
a=2
b=9
ax.set_xticks([a,b])
ax.set_xticklabels(['$a$','$b$'])
ax.set_yticks([])
plt.figtext(0.9,0.05,'$x$')
plt.figtext(0.1,0.9,'$y$')
ix=np.linspace(a,b)
iy=func(ix)
ixy=zip(ix,iy)
verts=[(a,0)]+list(ixy)+[(b,0)]
poly = Polygon(verts,facecolor='0.9',edgecolor='0.5')
ax.add_patch(poly)
x_math=(a+b)*0.5
y_math=35
plt.text(x_math,y_math,r"$\int_a^b(-(x-2)*(x-8)+40)dx$",horizontalalignment='center',size=12)
plt.show()
/pre
網(wǎng)頁名稱:用python繪圖函數(shù) python畫圖常用函數(shù)
文章鏈接:http://www.chinadenli.net/article32/dooghpc.html
成都網(wǎng)站建設公司_創(chuàng)新互聯(lián),為您提供電子商務、、網(wǎng)站收錄、域名注冊、App開發(fā)、小程序開發(fā)
聲明:本網(wǎng)站發(fā)布的內(nèi)容(圖片、視頻和文字)以用戶投稿、用戶轉(zhuǎn)載內(nèi)容為主,如果涉及侵權(quán)請盡快告知,我們將會在第一時間刪除。文章觀點不代表本網(wǎng)站立場,如需處理請聯(lián)系客服。電話:028-86922220;郵箱:631063699@qq.com。內(nèi)容未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載,或轉(zhuǎn)載時需注明來源: 創(chuàng)新互聯(lián)