首页 > 脚本专栏 > python > Python Matplotlib动态图形

Python使用Matplotlib实现创建动态图形

2024-02-25 08:38:33 作者：python收藏家

动态图形是使可视化更具吸引力和用户吸引力的好方法,它帮助我们以有意义的方式展示数据可视化,本文将利用Matplotlib实现绘制一些常用动态图形,希望对大家有所帮助

动态图形是使可视化更具吸引力和用户吸引力的好方法。它帮助我们以有意义的方式展示数据可视化。Python帮助我们使用现有强大的Python库创建动态图形可视化。Matplotlib是一个非常流行的数据可视化库，通常用于数据的图形表示，也用于使用内置函数的动态图形。

使用Matplotlib创建动态图形有两种方法：

使用pause（）函数
使用FuncAnimation（）函数

方法1：使用pause（）函数

matplotlib库的pyplot模块中的pause（）函数用于暂停参数中提到的间隔秒。考虑下面的例子，我们将使用matplotlib创建一个简单的线性图，并在其中显示Animation：

创建两个数组，X和Y，并存储从1到100的值。
使用plot（）函数绘制X和Y。
添加pause（）函数，并设置适当的时间间隔
运行程序，你会看到动态图形。

from matplotlib import pyplot as plt

x = []
y = []

for i in range(100):
	x.append(i)
	y.append(i)

	# Mention x and y limits to define their range
	plt.xlim(0, 100)
	plt.ylim(0, 100)
	
	# Plotting graph
	plt.plot(x, y, color = 'green')
	plt.pause(0.01)

plt.show()

方法2：使用FuncAnimation（）函数

这个FuncAnimation（）函数本身并不创建动画，而是从我们传递的一系列图形中创建动画。

语法: FuncAnimation(figure, animation_function, frames=None, init_func=None, fargs=None, save_count=None, *, cache_frame_data=True, **kwargs)

现在，您可以使用FuncAnimation函数制作多种类型的动画：

动态线性图形

在这个例子中，我们正在创建一个简单的线性图，它将显示一条直线的动画。同样，使用FuncAnimation，我们可以创建许多类型的动画视觉表示。我们只需要在一个函数中定义我们的动画，然后用合适的参数将其传递给FuncAnimation。

from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation
import numpy as np

x = []
y = []

figure, ax = plt.subplots()

# Setting limits for x and y axis
ax.set_xlim(0, 100)
ax.set_ylim(0, 12)

# Since plotting a single graph
line, = ax.plot(0, 0) 

def animation_function(i):
	x.append(i * 15)
	y.append(i)

	line.set_xdata(x)
	line.set_ydata(y)
	return line,

animation = FuncAnimation(figure,
						func = animation_function,
						frames = np.arange(0, 10, 0.1), 
						interval = 10)
plt.show()

动态条形图

from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation, writers
import numpy as np

fig = plt.figure(figsize = (7,5))
axes = fig.add_subplot(1,1,1)
axes.set_ylim(0, 300)
palette = ['blue', 'red', 'green', 
		'darkorange', 'maroon', 'black']

y1, y2, y3, y4, y5, y6 = [], [], [], [], [], []

def animation_function(i):
	y1 = i
	y2 = 5 * i
	y3 = 3 * i
	y4 = 2 * i
	y5 = 6 * i
	y6 = 3 * i

	plt.xlabel("Country")
	plt.ylabel("GDP of Country")
	
	plt.bar(["India", "China", "Germany", 
			"USA", "Canada", "UK"],
			[y1, y2, y3, y4, y5, y6],
			color = palette)

plt.title("Bar Chart Animation")

animation = FuncAnimation(fig, animation_function, 
						interval = 50)
plt.show()

动态散点图

在这个例子中，我们将在python中使用random函数动态散点图。我们将迭代animation_func，在迭代的同时，我们将绘制x轴和y轴的随机值。

from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation
import random
import numpy as np

x = []
y = []
colors = []
fig = plt.figure(figsize=(7,5))

def animation_func(i):
	x.append(random.randint(0,100))
	y.append(random.randint(0,100))
	colors.append(np.random.rand(1))
	area = random.randint(0,30) * random.randint(0,30)
	plt.xlim(0,100)
	plt.ylim(0,100)
	plt.scatter(x, y, c = colors, s = area, alpha = 0.5)

animation = FuncAnimation(fig, animation_func, 
						interval = 100)
plt.show()

动态水平条形图

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.ticker as ticker
from matplotlib.animation import FuncAnimation

df = pd.read_csv('city_populations.csv',
				usecols=['name', 'group', 'year', 'value'])

colors = dict(zip(['India','Europe','Asia',
				'Latin America','Middle East',
				'North America','Africa'],
					['#adb0ff', '#ffb3ff', '#90d595',
					'#e48381', '#aafbff', '#f7bb5f', 
					'#eafb50']))

group_lk = df.set_index('name')['group'].to_dict()

def draw_barchart(year):
	dff = df[df['year'].eq(year)].sort_values(by='value',
											ascending=True).tail(10)
	ax.clear()
	ax.barh(dff['name'], dff['value'],
			color=[colors[group_lk[x]] for x in dff['name']])
	dx = dff['value'].max() / 200
	
	for i, (value, name) in enumerate(zip(dff['value'],
										dff['name'])):
		ax.text(value-dx, i,	 name,		 
				size=14, weight=600,
				ha='right', va='bottom')
		ax.text(value-dx, i-.25, group_lk[name],
				size=10, color='#444444', 
				ha='right', va='baseline')
		ax.text(value+dx, i,	 f'{value:,.0f}', 
				size=14, ha='left', va='center')
		
	# polished styles
	ax.text(1, 0.4, year, transform=ax.transAxes, 
			color='#777777', size=46, ha='right',
			weight=800)
	ax.text(0, 1.06, 'Population (thousands)',
			transform=ax.transAxes, size=12,
			color='#777777')
	
	ax.xaxis.set_major_formatter(ticker.StrMethodFormatter('{x:,.0f}'))
	ax.xaxis.set_ticks_position('top')
	ax.tick_params(axis='x', colors='#777777', labelsize=12)
	ax.set_yticks([])
	ax.margins(0, 0.01)
	ax.grid(which='major', axis='x', linestyle='-')
	ax.set_axisbelow(True)
	ax.text(0, 1.12, 'The most populous cities in the world from 1500 to 2018',
			transform=ax.transAxes, size=24, weight=600, ha='left')
	
	ax.text(1, 0, 'by @pratapvardhan; credit @jburnmurdoch', 
			transform=ax.transAxes, ha='right', color='#777777', 
			bbox=dict(facecolor='white', alpha=0.8, edgecolor='white'))
	plt.box(False)
	plt.show()

fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 8))
animator = FuncAnimation(fig, draw_barchart, 
						frames = range(1990, 2019))
plt.show()

以上就是Python使用Matplotlib实现创建动态图形的详细内容，更多关于Python Matplotlib动态图形的资料请关注脚本之家其它相关文章！