39. Ikki o‘lchovli chizmalar (matplotlib, chizma vazifasi)

38. Ma'lumotlarni vizualizatsiya qilish (Visualizatsiya, grafik usul, grafik tasvir, vizualizatsiyaning ahamiyati, vizualizatsiyaning afzalliklari, vizualizatsiya qoidalari)
39. Ikki o‘lchovli chizmalar (matplotlib, chizma vazifasi)
40. Matplotlibdagi eksa qiymatlari diapazoni (pyplot.xlim, matplotlib.rcParams.update, eksa teglari)
41. Sarlavha va nomlari (pyplot.title funksiyasi, pyplot.legend funksiyalari)
42. Vizualizatsiyada panjara chizig'ini o'rnatish (plt.minorticks_on (), o'qlarning chiziqli va logarifmik masshtablari)
43. Rasm hajmini o‘zgartirish (pyplot.figure funksiyasi, pyplot.figure argumentlari, pyplot.axis funksiyalari)
44. Gistogrammalar (pyplot.hist funktsiyasi, pyplot.hist argumentlari)
Javoblar:
1.Foydalanuvchi interfeyslarini loyihalash bilan shug'ullanadigan. Umuman olganda, Yuriy yaqinda dizaynerlik uslublarining mashhurligi ortib borayotgani - vizualizatsiya va infografika, ularni qo'llash sohalari va tasnifi, yaratilish jarayoni, amaliyot va vositalar haqida.
Axborot vizualizatsiyasi va infografikasi mavzusi doimiy ravishda ish joyida paydo bo'ladi va umuman olganda bu dizayn va dizayn amaliyoti kabi qiziqarli. Garchi biz kompaniyada ishlasak ham veb-tizimlar orqali bu erda vazifalarning aksariyati shakllar yoki axborot bloklari kabi standart dizayn vositalari yordamida hal qilinadi, ba'zida siz katta hajmdagi ma'lumotlarni ixcham va ixcham tarzda taqdim etishingiz kerak. Ko'pincha bu juda o'ziga xos vazifalar bo'lib, ular interfeys orqali o'ylash uchun ko'p vaqt talab etadi. To'g'ri, bu vazifalar eng qiziqarli narsalardan biridir.
Ma'lumotni grafik shaklida ko'rsatish amaliyotida ko'plab sinonimlar mavjud, ammo so'nggi paytlarda ikkitasi eng ko'p ishlatilgan: ma'lumotlarni vizualizatsiya va infografika. Ushbu yondashuvlar uzoq vaqtdan beri mavjud bo'lib, bu borada ko'plab adabiyotlar yozilgan (eng mashhur mualliflar va dizaynerlar orasida: Edvard Tufte, Stiven Fyu, Ben Fri), lekin birinchi navbatda infografika qayerda va qanday ishlatilgani qiziq.
Ilova
Endi vizualizatsiyaning ko'plab qiziqarli misollari mavjud, ammo ularning ko'plari amaliy foydali ommaviy axborot vositalariga qaraganda ko'proq san'at ob'ektlari hisoblanadi. Va boshqalar va boshqalar uchun quyidagi foydalanish sohalarini ajratish mumkin:
Statistika va hisobotlar
Ma'lum vaqt oralig'idagi ma'lumotlar birgalikda ko'rsatilganda o'z-o'zidan yaratilgan janr. Masalan, hisobotga ilova qilingan statistik rasm yoki statistika xizmatidagi maxsus jadval, displey parametrlarini o'zgartirish imkoniyati.
Ma'lumot uchun ma'lumot
Asosiy matnga qo'shib qo'yish, uni ko'rsatilgan ma'lumotlar bilan aniq aks ettirish. Ayting, indikatorlardan birining dinamikasi haqida umumiy tasavvur bering yoki biron bir jarayon va uning bosqichlarini namoyish eting; balki - ma'lum bir hodisaning tuzilishini ko'rsating.
Interfaol xizmatlar
Infografika funktsional qismga kiradigan mahsulotlar va loyihalar. Shunday qilib, murakkab ish oqimi bilan xizmatlarni navigatsiya qilish vositasi sifatida jarayon sxemasidan foydalanish mumkin. Kartalar bilan ishlash bilan bog'liq deyarli hamma narsa kamdan-kam hollarda infografika va interaktivlikni aralashtirmasdan amalga oshiriladi, dispetcherlik va aksariyat kompyuter o'yinlari kabi ixtisoslashtirilgan tizimlarni eslatib o'tsak.
San'at asari
Bu shunchaki sof janr emas - aksincha mustaqil rasmlarni yaratish uchun chiroyli ma'lumotlar namoyish qilish amaliyoti va yondashuvlaridan foydalanish. Ular biron bir ma'noga ega, ammo bu ularning asosiy vazifasi emas - asosiy qiymat bu bajarilish sifati.
Eksperimentlar va san'at
Ma'lumotni eksperiment yoki o'rnatish sifatida emas, balki amaliy ma'nosiz vizualizatsiya qilish. Ko'pincha bu murakkab va katta hajmli rasmlar, ularni erkin o'qish "qiyin" - ma'lumotlar va ularning orasidagi munosabatlar shunday bo'ladiki, rasm bilan qismlarga bo'lish kerak. yoki shunchaki mavhum rasmlar avtomatik ravishda yaratiladi. So'nggi paytlarda yo'nalish tobora ommalashib bormoqda va vaqti-vaqti bilan kompyuter grafikasi doirasidan tashqariga chiqadi - masalan, shaklda grafik haykallar.
(diqqat! 9 megabaytdan ko'proq)
Tasniflash
Vizualizatsiya vositalari to'plami juda keng - oddiy chizmalardan tortib ko'plab munosabatlarning murakkab ekranlarigacha. Siz ularni bir necha turga bo'lishingiz mumkin:
Grafiklar
Ma'lumotlarning bir-biriga bog'liqligini ko'rsatish. Ular X va Y o'qlari bo'ylab qurilgan, garchi ular uch o'lchovli bo'lishi mumkin.
Chiziq grafigi (chizma diagrammasi, mintaqaviy jadval)
Eng keng tarqalgan holat. Chiziq eksa bo'ylab berilgan qiymatlarga mos keladigan nuqtalar to'plamiga qo'shiladi. Masalan, bir oy davomida kunlik sayt trafigi. U bir vaqtning o'zida bir nechta ma'lumotlar to'plamini ko'rsatishi mumkin - masalan, eng mashhur 3 ta sahifaning statistikasini ko'rish.
Tarqaladigan fitna (sochma plot)
Eksenel qiymatlarga mos keladigan cheklangan to'plamlarning taqsimlanishini ko'rsatadi. Ko'pincha nuqtalar o'rtasida tenglashtiruvchi egri chiziladi - bu qiymatlar orasidagi naqshlarni aniq ko'rsatib beradi. Masalan, kompaniyaning 50 nafar xodimlari o'rtasida ish staji va mehnat unumdorligi o'rtasidagi bog'liqlik (olingan nuqtalarni chiziqli grafik shaklida ulashning iloji yo'q - ma'nosi buzilgan va chiziq jingalak bo'ladi).
Taqqoslash jadvallari
Ma'lumotlar to'plamining o'zaro aloqalarini ko'rsatish. Ko'pgina hollarda, ular bolta atrofida qurilgan, garchi bu shart emas.
Bar diagrammasi (diagramma)
Bir yoki bir nechta ma'lumotlar to'plamini ko'rsatadi, ularni bir-biri bilan taqqoslaydi. Bir nechta to'plam holatida namoyish qilish uchun ikkita variant mavjud: yoki yonma-yon turgan bir nechta ustunlar ko'rinishida yoki bitta shaklida, lekin qiymatlar fraktsiyalariga ko'ra ichkariga bo'lingan. Masalan, so'nggi uch yil ichida uchta kompaniyaning yillik daromadi yoki bir vaqtning o'zida ularning bozordagi ulushi.
Pirog jadvali (pirog jadvali)
Buzilgan doira shaklida o'rnatilgan ma'lumotlar ichida har bir qiymat egallagan foizni ko'rsatadi. Masalan, uyali aloqa operatorlarining bozor ulushi. U bir vaqtning o'zida bir nechta ma'lumotlar to'plamini namoyish qilishi mumkin - bu holda, diagrammalar bir-biriga ustun qo'yiladi va ularning har biri avvalgisidan kichikroq. Masalan, so'nggi 3 yil ichida uyali aloqa operatorlarining bozor ulushi.
Hududlar jadvali (qabariq jadvali)
Grafik va grafikalar aralashmasi - qiymatlarga mos keladigan nuqtalar to'plami ikkita eksa bo'ylab joylashtirilgan. Bunday holda, nuqtalarning o'zi bir-biriga ulanmaydi va uchinchi parametr bilan o'rnatiladigan boshqa qiymatga ega. Masalan, sotib olingan tovarlar sonini, sotib olishning umumiy narxini va xaridorning umumiy byudjetini taqqoslash.
Donut sxemasi (ring diagrammasi)
Ma'lumotlar to'plamidagi qiymatlardan biri qisman to'ldirilgan uzuk sifatida egallab olinadigan maksimal miqdorning foizini ko'rsatadi. Masalan, chempionatda qo'lga kiritilgan medallar soni nisbatan yuqori. Ko'pincha turli xil qiymatlarni taqqoslab, bir nechta bunday diagrammalar qo'llaniladi.
Tarqalish jadvali (diagramma)
Kesilgan bar diagrammasi shaklida o'rnatilgan ma'lumotlar ichida minimal va maksimal qiymatlarni ko'rsatadi. Ustunning boshi yotadi gorizontal holatda emas o'qi va minimal vertikal nuqtada Masalan, shaharning turli tumanlarida turar joyning kvadrat metriga narxning o'zgarishi.
Petal sxemasi (radar jadvali)
Bir nechta qiymatlarning qiymatlarini taqqoslaydi, ularning har biri eksa ustidagi nuqtaga to'g'ri keladi. Baliqlar soni qiymatlar soniga to'g'ri keladi va nuqtalar chiziqlar bilan birlashadi. Masalan, kompaniyaning 8 yo'nalishining har birining rentabelligini taqqoslash.
Yorliq buluti (yorliq buluti)
Matn parchasida (ma'lumotlar to'plami) joylashgan kalit so'zlarni yoki iboralarni (qiymatlarni) taqqoslaydi va ularning har biriga o'z shrift o'lchamini beradi. Shriftning o'lchami parametrning o'lchamiga bog'liq. Masalan, 2008 yil dekabr oyidagi gazetalarda eng ko'p tilga olingan 25 ta so'z.
Issiqlik sxemasi (issiqlik xaritasi)
Ma'lumotlar to'plamidagi qiymatlarni taqqoslab, ularni oldindan tanlangan spektrdagi ranglardan biriga to'ldiradi. Bunga qiymatlar joylashtirilgan rasm yoki boshqa diagramma asos bo'ladi. Rang parametrning qiymatiga bog'liq va ko'pincha dog'lar shaklida bo'ladi. Masalan, foydalanuvchilar tez-tez bosadigan saytning bosh sahifasi elementlari.
Daraxtlar va tarkibiy jadvallar
Ular ma'lumotlar to'plamining tuzilishini va uning elementlari o'rtasidagi munosabatlarni ko'rsatadi.
Daraxt (daraxt)
Elementlar bir-biriga nisbatan ota-ona yoki bola bo'lgan ma'lumotlar to'plamining ierarxiyasini ko'rsatadi. Qoida tariqasida, yuqoridan pastgacha chiziqlar bilan bog'langan tugunlar shaklida qurilgan. Tugun odatda aylana yoki to'rtburchaklar shaklida ko'rsatiladi. Masalan, sayt xaritasi.
Aqliy xarita (ong xaritasi)
Har bir tugun bir yoki bir nechta bolaga ega bo'lgan daraxt ko'rinishidagi hodisa yoki tushunchaning tarkibi va tuzilishini ko'rsatadi. Bu daraxtning alohida holati, uning farqi shoxlar tasvirning markazida joylashgan tugundan ajralib chiqishi. Masalan, uning mazmuni va asosiy tushunchalarini aks ettiruvchi loyihani boshqarish bo'yicha kitobning referati.
Formalangan tuzilmaviy diagrammalar
Ular tizimning tarkibi va tuzilishini yoki uning qismlarini turli xil batafsil tavsiflangan va ota-ona va bola sifatida bir-biriga bog'liq bo'lgan kartalar ko'rinishida ko'rsatadi.
U standart usulda namoyish etiladi - masalan, UML (Unified Modeling Language) yoki IDEFIX (Axborotni modellashtirish uchun Integration Definition). Masalan, dasturiy ta'minot tizimining modullaridan birini ishlashi uchun zarur bo'lgan barcha sub'ektlar.
Venn-Eyler diagrammasi (Venn / Eyler diagrammasi)
Bir-birining ustiga tushgan doiralar ko'rinishida o'rnatilgan ma'lumotlar qiymatlari o'rtasidagi munosabatni (odatda uchta) ko'rsatadi. Barcha doiralar kesishadigan maydon ular orasidagi umumiylikni ko'rsatadi. Masalan, yig'ilish muddatlari, byudjetlar va vazifalarning kesishishi - bu loyihaning muvaffaqiyati.
Yassi daraxt (daraxt xaritasi)
Elementlar bir-biriga nisbatan ota-ona yoki bola bo'lgan ma'lumotlar to'plamining ierarxiyasini ko'rsatadi. U ichkariga kiritilgan to'rtburchaklar to'plami sifatida namoyish etiladi, ularning har biri daraxtning shoxi va uning ichidagi narsalar bolalar va novdalardir. To'rtburchaklar parametrga qarab o'lchamda farq qiladi va boshqa parametr bilan belgilangan rangga ega. Masalan, kompaniyaning batafsil byudjet tuzilishi, unda har bir elementning o'tgan yilga nisbatan o'zgarish foizi rang bilan ko'rsatilgan.
Axborot vizualizatsiyasi va infografikasi mavzusi doimiy ravishda ish joyida paydo bo'ladi va umuman olganda bu dizayn va dizayn amaliyoti kabi qiziqarli. Biz kompaniyada veb-tizimlarda ishlayotgan bo'lsak-da, ko'pgina vazifalar formalar yoki ma'lumot bloklari kabi standart dizayn vositalaridan foydalangan holda hal qilinadi, ba'zida katta hajmdagi ma'lumotlarni ixcham va ixcham tarzda taqdim etish kerak bo'ladi. Ko'pincha bu juda o'ziga xos vazifalar bo'lib, ular interfeys orqali o'ylash uchun ko'p vaqt talab etadi. To'g'ri, vazifalar eng qiziqarli.

Ma'lumotni grafik shaklida ko'rsatish amaliyotida ko'plab sinonimlar mavjud, ammo so'nggi paytlarda ikkitasi eng ko'p ishlatilgan - ma'lumotlarni vizualizatsiya va infografika. Bunday yondashuvlar uzoq vaqtdan beri mavjud bo'lib, ko'plab mavzularda adabiyot yozilgan. Taniqli mualliflar va dizaynerlar orasida Edvard Tufte, Stiven Fyu, Ben Fri. Ammo, avvalo, infografika qaerda va qanday ishlatilganiga hayron bo'laman.

2. Ushbu qo'llanmada biz Turtle (toshbaqa) grafik moduli yordamida Pythondagi grafik dasturlarni tuzamiz. Tirtle moduli Python uchun maxsus oynada grafik ob'ektlar, chizmalar yaratishga imkon beruvchi moduldir.
Turtle grafik modulidan pythonda o'yinlarini yaratish uchun foydalanish mumkin.
Tirtle grafik modulini biriktirish (import qilish) uchun siz quyidagi usullardan birini tanlashingiz kerak:
1. import turtle 
2. from turtle import* 
3. from turtle import open as t
Birinchi usul modulni import qilish, ammo buyruqlarni modulga havola bilan yozish kerak (havola sifatida) atribut) OOP uslubida. 
Ikkinchi usul sizga modul nomlarini eslatmasdan to'g'ridan-to'g'ri modul funktsiyalariga kirishga imkon beradi. 
Uchinchi usul sizga modul nomini o'zingizning ismingiz bilan, ya'ni yozish o'rniga o'zgartirishga imkon beradi to'liq modul nomi biz faqat bitta belgidan foydalanamiz,
masalan:
t.reset () 
t.fd (100)
Tirtle moduli bilan ishlashning o'ziga xos xususiyatlari quyidagilarni o'z ichiga oladi grafik muhit -maydon deb nomlangan, ya'ni ijrochi harakatlanadigan maydon. Buning uchun parametrsiz reset() buyrug’idan foydalaning. Bundan tashqari, u barcha sozlamalarni standart ko’rinishiga keltirib, ijrochini dastlabki holatiga qaytaradi.


3. Matplotlib - bu Python-dagi kutubxona va u NumPy kutubxonasi uchun raqamli - matematik kengaytmadir. Pyplot - bu MATLAB-ga o'xshash interfeysni ta'minlovchi Matplotlib modulining davlatga asoslanganPyplotda foydalanish mumkin bo'lgan turli xil chizmalar mavjud: Chiziqli chizma, Kontur, Gistogramma, Scatter, 3D chizma va boshqalar.
#Namunali kod

# sample code import matplotlib.pyplot as plt  plt.plot([1, 2, 3, 4], [16, 4, 1, 8])  plt.show()

Chiqish:



4. Matplotlib - massivlarning 2D chizmalari uchun Python-dagi ajoyib vizualizatsiya kutubxonasi. Matplotlib - bu NumPy massivlarida qurilgan va kengroq SciPy steklari bilan ishlash uchun mo'ljallangan ko'p platformali ma'lumotlarni vizualizatsiya qilish kutubxonasi.
Matplotlib.pyplot.title()
Matplotlib title()modulidagi usul tasvirlangan vizualizatsiya sarlavhasini belgilash uchun ishlatiladi va sarlavhani turli atributlar yordamida ko'rsatadi.

6. Matplotlib.pyplot - bu matplotlibni MATLAB kabi ishlashini ta'minlaydigan funktsiyalar to'plami. Har bir pyplot funktsiyasi figuraga biroz o'zgartirish kiritadi: masalan, figurani yaratadi, rasmda chizma maydonini yaratadi, chizilgan maydonda ba'zi chiziqlarni chizadi, uchastkani teglar bilan bezatadi va hokazo.
Matplotlib.pyplot da funksiya chaqiruvlari boʻylab turli holatlar saqlanadi, shu sababli u joriy rasm va chizma maydoni kabi narsalarni kuzatib boradi va chizma funktsiyalari joriy oʻqlarga yoʻnaltiriladi (iltimos, “oʻqlar” bu yerda va koʻpgina joylarda Hujjatlar bir nechta o'q uchun qat'iy matematik atama emas, balki shaklning o'qlari qismiga ishora qiladi).
Eslatma
pyplot API odatda ob'ektga yo'naltirilgan APIga qaraganda kamroq moslashuvchan. Bu yerda koʻrayotgan funksiya chaqiruvlarining koʻpchiligini Axes obyektidan usullar sifatida ham chaqirish mumkin. Bu qanday ishlashini ko'rish uchun darsliklar va misollarni ko'rib chiqishni tavsiya qilamiz.
Pyplot yordamida vizualizatsiya yaratish juda tez:
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot([1, 2, 3, 4])
plt.ylabel('some numbers')
plt.show()

Nima uchun x o'qi 0-3 va y o'qi 1-4 oralig'ida ekanligiga hayron bo'lishingiz mumkin. Chizish uchun bitta ro'yxat yoki massiv taqdim qilsangiz, matplotlib uni y qiymatlari ketma-ketligi deb hisoblaydi va avtomatik ravishda siz uchun x qiymatlarini yaratadi. Python diapazonlari 0 dan boshlanganligi sababli, standart x vektori y bilan bir xil uzunlikka ega, lekin 0 bilan boshlanadi. Demak, x ma'lumotlari [0, 1, 2, 3].

plot ko'p qirrali funksiya bo'lib, ixtiyoriy sonli argumentlarni oladi. Masalan, x ga qarshi y ni chizish uchun siz quyidagilarni yozishingiz mumkin:

plt.plot([1, 2, 3, 4], [1, 4, 9, 16])

Syujetingiz uslubini formatlash
Har bir x, y argumentlar juftligi uchun ixtiyoriy uchinchi argument mavjud bo'lib, u uchastkaning rangi va chiziq turini ko'rsatadigan format qatoridir. Format satrining harflari va belgilari MATLAB dan olingan va siz rangli satrni chiziq uslubi qatori bilan birlashtirasiz. Standart format qatori "b-" bo'lib, u qattiq ko'k chiziqdir. Misol uchun, yuqoridagilarni qizil doiralar bilan chizish uchun siz chiqarasiz
plt.plot([1, 2, 3, 4], [1, 4, 9, 16], 'ro')
plt.axis([0, 6, 0, 20])
plt.show()

Chiziq uslublari va format satrlarining to'liq ro'yxati uchun syujet hujjatlariga qarang. Yuqoridagi misoldagi eksa funktsiyasi [xmin, xmax, ymin, ymax] ro'yxatini oladi va o'qlarning ko'rish oynasini belgilaydi.

Agar matplotlib ro'yxatlar bilan ishlash bilan chegaralangan bo'lsa, u raqamli ishlov berish uchun juda foydasiz bo'lar edi. Odatda, siz numpy massivlaridan foydalanasiz. Aslida, barcha ketma-ketliklar ichkarida numpy massivlariga aylantiriladi. Quyidagi misol massivlar yordamida bitta funktsiya chaqiruvida turli format uslublari bilan bir nechta satrlarni chizishni ko'rsatadi.
import numpy as np
# evenly sampled time at 200ms intervals

t = np.arange(0., 5., 0.2)

# red dashes, blue squares and green triangles

plt.plot(t, t, 'r--', t, t**2, 'bs', t, t**3, 'g^')

plt.show()
7. Gistogrammani hisoblash va chizish.
Bu usul xnumpy.histogram dagi ma'lumotlarni yig'ish va har bir qutidagi qiymatlar sonini hisoblash uchun foydalanadi, keyin taqsimotni a yoki sifatida chizadi . Binlar , diapazon , zichlik va og'irliklar parametrlari yo'naltiriladi .BarContainerPolygonnumpy.histogram
Agar ma'lumotlar allaqachon biriktirilgan va hisoblangan bo'lsa, taqsimotni chizish uchun baryoki foydalaning:stairs
counts, bins = np.histogram(x)
plt.stairs(counts, bins)
hist()Shu bilan bir qatorda, har bir axlat qutisini uning soniga teng bo'lgan og'irligi bilan bitta nuqta sifatida ko'rib chiqish orqali oldindan hisoblangan qutilar va hisoblashlarni chizing :
plt.hist(bins[:-1], bins, weights=counts)
Ma'lumotlar kiritish x singular massiv, potentsial turli uzunlikdagi ma'lumotlar to'plamlari ro'yxati ([ x0 , x1 , ...]) yoki har bir ustun ma'lumotlar to'plami bo'lgan 2D ndarray bo'lishi mumkin. E'tibor bering, ndarray shakli ro'yxat shakliga nisbatan ko'chiriladi. Agar kirish massiv bo'lsa, qaytariladigan qiymat kortejdir ( n , bins , patches ); agar kirish massivlar ketma-ketligi bo'lsa, qaytariladigan qiymat kortejdir ([ n0 , n1 , ...], bins , [ patches0 , patches1 , ...]).
Maskali massivlar qo'llab-quvvatlanmaydi.