pythonデータ可視化練習

データ可視化のためにmatplotlib,pygalの2つのパケットを簡単に使用し,pythonを用いて折れ線図,散点図,ランダムウォークデータの生成,サイコロのシミュレーション,結果の統計を試みた.
例:『Pythonプログラミング入門から実戦へ』【美】Eric Matthes
インストール
anacondaを使用すると、matplotlibがインストールされます.pipコマンドを使用してインストールできない場合.ここでは余計なことは言わない.

import matplotlib

テストし、エラーが報告されていない場合は、コンポーネントパッケージが正常に使用できることを証明します.
使用
plot()
単純な使用

import matplotlib.pyplot as plt

squares = [1,4,8,16,25]
plt.plot(squares)
plt.show()

出力画像
修飾グラフ

import matplotlib.pyplot as plt

squares = [1,4,8,16,25]
plt.plot(squares,linewidth=5)      #           

#          
plt.title("Square Numbers", fontsize=24)    #      
plt.xlabel("Value", fontsize=14)            
plt.ylabel("Square of Value", fontsize=14)

#          
plt.tick_params(axis='both', labelsize=14)   #      

plt.show()

出力画像
対応X Y座標

input_values = [1, 2, 3, 4, 5]
squares = [1,4,8,16,25]
plt.plot(input_values,squares,linewidth=5)

plot()関数は、図面を描くために使用されるxyの値を受け入れる.
scatter()散点図の描画

import matplotlib.pyplot as plt

plt.scatter(2, 4, s=200)
#                
plt.title("Square Numbers", fontsize=24)
plt.xlabel("Value", fontsize=14)
plt.ylabel("Square of Value", fontsize=14)

#          
plt.tick_params(axis='both', which='major', labelsize=14)

plt.show()

x_values = [1, 2, 3, 4, 5]
y_values = [1, 4, 9, 16, 25]

plt.scatter(x_values, y_values, s=100)

一連の点を描く方法
典型的な関数
軸範囲の設定

plt.axis([0, 1100, 0, 1100000])

座標軸の範囲を設定します.例えばx軸を0~1100 y軸に0~1100000とする
色の設定

plt.scatter(x_values, y_values, c='red', edgecolor='none', s=40)
plt.scatter(x_values, y_values, c=(0, 0, 0.8), edgecolor='none', s=40)

2つの色の設定方法
カラーグラデーション

import matplotlib.pyplot as plt

x_values = list(range(1,1001))
y_values = [x**2 for x in x_values]

plt.scatter(x_values, y_values, c=y_values, cmap=plt.cm.Blues,
 edgecolor='none', s=40)

plt.axis([0, 1100,-200, 1100000])
plt.show()

パラメータcをy値リストに設定し,パラメータcmapを用いてpyplotにどの色マッピングを使用するかを教える.これらのコードは、y値の小さい点を水色に表示し、y値の大きい点を水色に表示します.集団スタイルは次のとおりです.
グラフの自動保存

plt.savefig('squares_plot.png', bbox_inches='tight')

2番目のパラメータは、グラフの余分な空白領域を切り取ることを指定します.
ランダムウォーク
クラスの作成

from random import choice

class RandomWalk():
    """            """

    def __init__(self, num_points = 5000):
        """           """
        self.num_points = num_points

        #           (0,0)
        self.x_values = [0]
        self.y_values = [0]

    def fill_walk(self):
        """          """

        while len (self.x_values) < self.num_points:
            x_direction = choice([1,-1])
            x_distance = choice([0,1,2,3,4])
            x_step = x_direction * x_distance

            y_direction = choice([1, -1])
            y_distance = choice([0, 1, 2, 3, 4])
            y_step = y_direction * y_distance

            if x_step == 0 and y_step == 0:
                continue

            #        x y 
            next_x = self.x_values[-1] + x_step
            next_y = self.y_values[-1] + y_step

            self.x_values.append(next_x)
            self.y_values.append(next_y)

オブジェクトをインスタンス化して使用

import matplotlib.pyplot as plt

from random_walk import RandomWalk

rw = RandomWalk()
rw.fill_walk()

point_numbers = list(range(rw.num_points))
plt.scatter(rw.x_values, rw.y_values, c=point_numbers, cmap=plt.cm.Blues,edgecolor='none', s=15)

plt.show()

結果
始点と終点をハイライトします.

#        
plt.scatter(0,0,c ='green',edgecolors = 'none',s=100)
plt.scatter(rw.x_values[-1],rw.y_values[-1],c='red',edgecolor = 'none',s =100)

サイコロのシミュレーション結果の可視化
サイコロ

from random import randint

class Die():
    """        """

    def __init__(self,num_sides=6):
        """   6  """
        self.num_sides = num_sides

    def roll(self):
        """    1           """
        return randint(1,self.num_sides)

1000回の結果を生成し、棒グラフを描画

from die import Die
import pygal

#     D6
die = Die()

results = []
for roll_num in range(1000):
    result = die.roll()
    results.append(result)

#     
frequencies = []
for value in range(1,die.num_sides+1):
    frequency = results.count(value)
    frequencies.append(frequency)

# print(frequencies)
#         
hist = pygal.Bar()
hist.title = "Result of rolling one D6 1000 times."
hist.x_labels = ['1','2','3','4','5','6']
hist.x_title = "Result"
hist.y_title = "Frequency of Result"

hist.add('D6',frequencies)
hist.render_to_file('die_visual.svg')

結果
サイコロを2つ投げる

from die import Die
import pygal

die_1 = Die()
die_2 = Die()


results = []
for roll_num in range(1000):
    result = die_1.roll() + die_2.roll()
    results.append(result)

#     
frequencies = []
max_result = die_1.num_sides+die_2.num_sides
for value in range(2,max_result+1):
    frequency = results.count(value)
    frequencies.append(frequency)

# print(frequencies)
#         
hist = pygal.Bar()
hist.title = "Result of rolling two D6 1000 times."
hist.x_labels = ['2','3','4','5','6','7','8','9','10','11','12']
hist.x_title = "Result"
hist.y_title = "Frequency of Result"

hist.add('D6 + D6', frequencies)
hist.render_to_file('dice_visual.svg')

結果