Ich habe versucht, alle Python-Diagramme zusammenzufassen, die von aktiven Doktoranden in der Forschung verwendet wurden [Basic]

Eine erweiterte Version finden Sie unter hier. https://qiita.com/coffiego/items/dfabde5f8588723b32d6

Einführung

Ich bin derzeit ein Masterstudent im zweiten Jahr. Ich untersuche die Atmosphäre des Mars mithilfe einer numerischen Simulation. Ich habe die Ergebnisse der numerischen Simulation hauptsächlich mit Python analysiert und versucht, alle im Prozess verwendeten Funktionen zusammenzufassen. Bitte beachten Sie, dass es nicht erschöpfend ist. .. .. Ich habe mir gerade die Dokumentation angesehen und mich bemüht, sie zu verwenden. Wenn also jemand die Visualisierungstools von Python verwenden möchte, hoffe ich, dass dies hilfreich ist!

Ziel

Da es sich um eine Basisausgabe handelt, werden in diesem Artikel nur die Grundfunktionen behandelt. Dieser Artikel beschreibt alle Elemente, die das folgende Diagramm zeichnen. Der endgültige Beispielcode befindet sich am Ende des Artikels. (Wenn Sie sich daran erinnern möchten, wie man zeichnet, denke ich, dass dieses Beispiel ausreicht)

Bibliothek zu verwenden

Die in diesem Artikel verwendeten Bibliotheken lauten wie folgt. Es ist kein Problem, wenn Sie den folgenden Code vorerst kopieren und in den Code einfügen.

import matplotlib.pyplot as plt #Eigentlich Handlung
import numpy as np #Daten organisieren

Eigentlich Handlung

Weil es eine Basisausgabe ist

1. Zeichnen Sie die Daten 1 [x1, x2, x3 ,,,] und die Daten 2 [y1, y2, y3 ,,,] auf der horizontalen und vertikalen Achse.

2. Zeichnen Sie y = f (x)

3. Erläuterung der Optionen für die Grundstücksdekoration (Farbe, Linientyp usw.)

1. Zeichnen Sie [x ,,,] und [y ,,,]

Ich denke, das ist viel in anderen Artikeln, aber ich werde es vorerst als Grundlage belassen. Dies ist das grundlegendste. Zeichnen Sie die Daten x auf der horizontalen Achse und die Daten y auf der vertikalen Achse.

import matplotlib.pyplot as plt #Eigentlich Handlung
import numpy as np #Daten organisieren

X = np.linspace(1,10,num=10) #1 bis 10 num=Machen Sie eine Reihe in 10 gleiche Teile geteilt[1,2,3,,,,10]
#X = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]Gleich wie
Y = np.random.rand(10) #Zufallszahl(0~1)Erzeugt eine Spalte der Größe 10 bestehend aus

plt.plot(X,Y)#Handlung

Die Basis ist plt.plot (Spalte Daten 1, Spalte Daten 2). Es ist schmutzig, weil ich nur die Zufallszahlen zeichne, aber ich kann ein Diagramm wie dieses erstellen.

2. Zeichnen Sie y = f (x)

Zeichnen Sie im Folgenden y = x ^ 2

def fun(x): 
    y = x**2 #Schreiben Sie hier Ihre eigene Funktion
    #ex)
    #y = np.sin(x)
    #y = np.log(x)
    return y

X = np.linspace(1,10,num=10) #1 bis 10 num=Machen Sie eine Reihe in 10 gleiche Teile geteilt[1,2,3,,,,10]
Y = fun(X) #Datenspalte erstellen y
plt.plot(X, Y)#Handlung
#plt.plot(Spalte von x,Spalte von y,options)Kann mit geplottet werden

Ich fühle mich so.

3. Verschiedene Handlungsoptionen! (Dies ist die Haupt lol)

--Farbe --Legend (Positionsanpassung, Größe)

• Achsenanpassung (Bereich, Zeichengröße, Protokollskala, Skala) --Leitungstyp
• Tragen Sie eine Formel auf das Etikett ein
• Fügen Sie Zeichen direkt in das Diagramm ein

· Linienfarbe

Fügen Sie die folgenden Optionen hinzu, um die Linienfarbe zu ändern.

plt.plot(X,Y,color='k') #k ist schwarz

Ändern Sie einfach den Teil von color = 'k'. Im Folgenden sind nur die Grundfarben aufgeführt. Eine Liste mit vielen Farben finden Sie in diesem offiziellen Dokument.

・ Legende (Etikett)

Sie können es tun mit:

plt.legend(loc='lower right',prop={'size':15})

import matplotlib.pyplot as plt #Eigentlich Handlung
import numpy as np #Daten organisieren
def fun(x): 
    y = 2*x #Schreiben Sie hier Ihre eigene Funktion
    return y
X = np.linspace(1,10,num=100) #1 bis 10 num=Machen Sie eine Reihe in 100 gleiche Teile geteilt
Y1 = fun(X)
Y2 = 20*np.sin(X) #y=20sin(x)
plt.plot(X,Y1,color='b',label='your original')#Plot Y1
plt.plot(X,Y2,color='r', label='sin')#Plot Y2
plt.legend(loc='lower right',prop={'size':15})#Das ist die Legende

Die Größe kann mit prop = {'size': 15} geändert werden. Die Position der Legende kann mit loc = 'unten rechts' geändert werden. Es kann wie unten gezeigt in die ungefähre Position gebracht werden. Klicken Sie hier für Details

Das Beispiel sieht so aus. Sie können eine Legende mit plt.legend () hinzufügen.

- Achsenbeschriftung hinzufügen und Achse anpassen (Bereich, Zeichengröße, Protokollskala, Skala)

Achsenbeschriftung hinzugefügt

plt.xlabel('xaxis',size='10') #Beschriftung auf der x-Achse hinzufügen, size='Auf die Größe, die Sie mögen'
plt.ylable('yaxis',size='10') #Beschriftung zur y-Achse hinzufügen

Achseneinstellung (Bereich, Skala, Skalengröße)

#Reichweite
plt.xlim((0,10)) #Bereich von x: 0-10
plt.ylim((0,20)) #Bereich von y:0-20
#logarithmische Darstellung
plt.xscale('log')#x zu logscale
plt.yscale('log')#logscale y
#Anpassung der Skalengröße
plt.tick_params(labelsize=12) #labelsize=Auf die Größe, die Sie mögen

Dies ist ein Beispielcode, den ich auf verschiedene Arten hinzugefügt habe.

import matplotlib.pyplot as plt #Eigentlich Handlung
import numpy as np #Daten organisieren
def fun(x): 
    y = 2**x #Schreiben Sie hier Ihre eigene Funktion
    return y

X = np.linspace(1,10,num=100) #1 bis 10 num=Machen Sie eine Reihe in 100 gleiche Teile geteilt
Y1 = fun(X)
Y2 = np.exp(X)
plt.plot(X,Y1,color='b',label=r'$y=2^x$')#Handlung
plt.plot(X,Y2,color='r', label=r'$y=e^x$')
plt.legend(loc='lower right',prop={'size':18}) #Legende hinzufügen
plt.xlabel('xaxis',size='20') #Beschriftung auf der x-Achse hinzufügen, size='Auf die Größe, die Sie mögen'
plt.ylabel('yaxis',size='20') #Beschriftung zur y-Achse hinzufügen
plt.xlim((0,10)) #Bereich von x: 0-10
plt.ylim((0,100)) #Bereich von y:0-20
plt.tick_params(labelsize=15) #labelsize=Auf die Größe, die Sie mögen

Es sollte wie in der Grafik unten aussehen.

・ Tragen Sie eine Formel auf das Etikett ein

Eigentlich habe ich der Zeichenbezeichnung im obigen Beispielcode eine Formel hinzugefügt.

plt.plot(X,Y1,color='b',label=r'$y=2^x$')#Handlung

Um eine Formel in die Buchstaben des Etiketts einzufügen,

label=r'$Formel$'

Sie können eine Formel einfügen, indem Sie wie folgt schreiben. Diese Formel ist im Latex-Format.

・ Leitungstyp

Es ist eine Option, eine unterbrochene Linie zu erstellen oder Datenpunkte anstelle nur einer Linie anzuzeigen.

• linestyle='your style'
• marker='your marker style'

Wird genutzt. Hier ist ein Beispiel.

#linestyle
X = np.linspace(1,10,num=100)
Y1=X
Y2=2*X
Y3=3*X
Y4=4*X
Y5=5*X
plt.plot(X,Y1,linestyle=':',label=':')#Handlung
plt.plot(X,Y2,linestyle='-.',label='-.')
plt.plot(X,Y3,linestyle='--',label='--')
plt.plot(X,Y4,linestyle='-',label='-')
plt.legend(prop={'size':18})

#Add marker
X = np.linspace(1,10,num=10)
Y1=X
Y2=2*X
Y3=3*X
Y4=4*X
Y5=5*X
plt.plot(X,Y1,marker='.',markersize='10',label='.')#adding marker
plt.plot(X,Y2,marker='v',markersize='12',label='v')#Ändern Sie die Größe mit Markierungsgröße
plt.plot(X,Y3,marker='1',markersize='14',label='1')
plt.plot(X,Y4,marker='*',markersize='16',label='*')
plt.legend(prop={'size':18})

Es gibt viele Markertypen in den offiziellen Dokumenten.

・ Fügen Sie Zeichen direkt in das Diagramm ein

Es gibt Zeiten, in denen Sie Zeichen direkt in ein Diagramm anstelle einer Legende schreiben möchten, oder? In einem solchen Fall ist es nützlich

#Koordinate(x,y)Zu'Brief'Zu'Lieblingsgröße'In der Größe von einfügen
plt.text(x,y,'Brief',size='Lieblingsgröße') #x:x-Koordinate y:y-Koordinate

ist. Dies ist ein Beispielcode.

X = np.linspace(1,10,num=100)
Y=X
plt.plot(X,Y)
plt.text(2,2,'(2,2)',size='10')
plt.text(4,8,'(4,8)',size='15')
plt.text(8,3,'(8,3)',size='20')
plt.xlabel('xaxis') #Beschriftung auf der x-Achse hinzufügen, size='Auf die Größe, die Sie mögen'
plt.ylabel('yaxis') #Beschriftung zur y-Achse hinzufügen

def fun(x): y = 2**x #Schreiben Sie hier Ihre eigene Funktion return y

plt.figure(dpi=100) #Auflösung(dpi)Veränderung X = np.linspace(1,10,num=50) #1 bis 10 num=Machen Sie eine Reihe in 100 gleiche Teile geteilt Y1 = fun(X)#Daten erstellen Y. Y2 = np.exp(X) plt.plot(X,Y1,color='g',label=r'y=2^x', linestyle='-.')#Handlung plt.plot(X,Y2,color='r', label=r'y=e^x', marker='*',markersize='16')#Handlung plt.legend(loc='lower right',prop={'size':18}) plt.xlabel('xaxis',size='20') #Beschriftung auf der x-Achse hinzufügen, size='Auf die Größe, die Sie mögen' plt.ylabel('yaxis',size='20') #Beschriftung zur y-Achse hinzufügen plt.xlim((0,10)) #Bereich von x: 0-10 plt.ylim((0,100)) #Bereich von y:0-20 plt.tick_params(labelsize=15) #labelsize=Auf die Größe, die Sie mögen plt.text(6,50,r'y=2^x',size='15',color='g') #add text plt.text(1,20,r'y=e^x',size='15',color='r') #add text plt.text(1,80,'Good luck!',size='15',color='k')

 Es wird wie folgt sein!
 <img width="581" alt="Screen Shot 2020-03-18 at 17.55.44.png " src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/199901/473ac50b-6cd4-467c-5071-0bce96de0224.png ">

# Schließlich
 In diesem Artikel habe ich mich nicht mit Nischen wie Animationen und zweiachsigen Versionen befasst, da es sich um eine Basisversion handelt. In der nächsten Anwendung

 --Achse
 --Animation (Erstellen einer GIF-Datei)
 - Konturdiagramm
 - Lesen und Schreiben von CSV-Dateien
 - Lesen und Exportieren von HDF5-Dateien

 Ich möchte solche Dinge zusammenfassen!
 Dann!

 [Zusatz]
 Anwendung 1: https://qiita.com/coffiego/items/dfabde5f8588723b32d6
 Ist fertig!