Pythonにおけるmatplotlibの使い方入門

こんにちは。とむるです。

今回は、Pythonにおけるグラフの描画やデータの可視化でしばしば使われるmatplotlibの使い方についての記事になります。

matplotlibとは何か?

matplotlibとは、Pythonにおけるグラフやデータを可視化するライブラリになります。matplotlibを使うことで簡単にグラフを描画したり、データを表示したりすることができます。

matplotlibのインストール

matplotlibのインストール方法は、定番ですが、pipを使います。

上記のコマンドを実行することで、matplotlibライブラリをインストールすることができます。

matplotlibの使い方ことはじめ

最初にmatplotlibを使用する際に必要なモジュールをインポートします。matplotlibのpyplotというモジュールをpltという名前でインポートするのが、慣習となっています。

また同時にnumpyモジュールとmathモジュールをインポートしています。

ちなみにJupyter Notebookにおけるmatplotlibでは、

と書くことで、インラインでmatplotlibを使ったグラフ描画などができるようになります。

Jupyter Notebookに関しては、以下で記事をまとめております。

折れ線グラフ

凄く変なグラフが描画されましたが(笑)、以下グラフの説明をしていきます。

plt.titleでグラフのタイトルを指定できます。plt.title(“sample”)によってグラフの上部にsampleというタイトルがつきます。ただ日本語をタイトルにしようとすると文字化けが発生するので、matplotlibの日本語文字化けを解消する(Windows編)が参考になるかと思います。

plt.xlabel(“x”)でxという名前のx軸のラベル、plt.ylabel(“y”)でyという名前のy軸ラベルを付けることができます。

またplt.xlim(0, 2)でxを0~2の範囲、plt.xlim(0, 2)でyを0~2の範囲に指定しています。

plt.plotによってグラフを描画します。plot関数は、plot(x, y)と第1引数をxのリスト、第2引数をyのリストとするので、plt.plot([0, 2], label=”Y”)は、上記のようなグラフになっています。

同時にYという名前の凡例(ラベル)をグラフの中に作成しています。そしてplt.legend()でplotのLabelオプションで作成した凡例を表示します。

最後のセミコロン(;)は、Jupyter Notebookを使っている際に出力される評価オブジェクトを消す役割があります。同様にplt.show()を書いた場合もオブジェクトは表示されません。

またnumpyのlinspace関数を使って以下のように書くこともできます。

linspace関数は、線形に等間隔の数列を生成する関数で、上記の場合だと0から10までの数字を100分割したものを変数xに代入しています。次はきれいな一次関数グラフを描写することができました。

また、Jupyter Notebookでは、1つのセルに複数のグラフをプロットすると、重ねて表示されるようになります。

円グラフ

ここで、plt.figure(figsize=(10, 10))でグラフの大きさを指定し、縦横比が1になるようにします。またplt.pieで、円グラフを描画します。colorsオプションで各々の色をしていて、labelsオプションで名前、autopctオプションで、表示文字を指定することができます。ここでは、割合(%)を表示しています。

plot関数の引数オプション

plot関数のオプションを以下でさらに見ていきます。

alpha

alphaは、グラフの透過度を指定するときに使います。引数を指定しない場合には、デフォルト1.0で透過なしといて表示されます。

color または c

colorまたはcオプションによって描画するグラフの色をしています。上記では、青色にしています。オプションについての詳しい説明は、公式ドキュメントを参照してみてください。

 

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ABOUTこの記事をかいた人

とむる

文系大学院を修了したITエンジニア。関心テーマは会計、ファイナンス、データ分析、経済学、旅行など。このブログでは、とむるの興味のあるテーマを扱っていく予定です。