python：matplotlib数据可视化（下）

python:matplotlib数据可视化（上）

第十八章 注解股票图表的最后价格

在这个 Matplotlib 教程中，我们将展示如何跟踪股票的最后价格的示例，通过将其注解到轴域的右侧，就像许多图表应用程序会做的那样。

虽然人们喜欢在他们的实时图表中看到历史价格，他们也想看到最新的价格。 大多数应用程序做的是，在价格的y轴高度处注释最后价格，然后突出显示它，并在价格变化时，在框中将其略微移动。 使用我们最近学习的注解教程，我们可以添加一个bbox。

我们的核心代码是：

bbox_props = dict(boxstyle='round',fc='w', ec='k',lw=1)

ax1.annotate(str(closep[-1]), (date[-1], closep[-1]),
             xytext = (date[-1]+4, closep[-1]), bbox=bbox_props)

我们使用ax1.annotate来放置最后价格的字符串值。 我们不在这里使用它，但我们将要注解的点指定为图上最后一个点。 接下来，我们使用xytext将我们的文本放置到特定位置。 我们将它的y坐标指定为最后一个点的y坐标，x坐标指定为最后一个点的x坐标，再加上几个点。我们这样做是为了将它移出图表。 将文本放在图形外面就足够了，但现在它只是一些浮动文本。

我们使用bbox参数在文本周围创建一个框。 我们使用bbox_props创建一个属性字典，包含盒子样式，然后是白色（w）前景色，黑色（k）边框颜色并且线宽为 1。 更多框样式请参阅 matplotlib 注解文档。

最后，这个注解向右移动，需要我们使用subplots_adjust来创建一些新空间：

plt.subplots_adjust(left=0.11, bottom=0.24, right=0.87, top=0.90, wspace=0.2, hspace=0)

这里的完整代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.dates as mdates
import matplotlib.ticker as mticker
from matplotlib.finance import candlestick_ohlc
from matplotlib import style

import numpy as np
import urllib
import datetime as dt

style.use('fivethirtyeight')
print(plt.style.available)

print(plt.__file__)

def bytespdate2num(fmt, encoding='utf-8'):
    strconverter = mdates.strpdate2num(fmt)
    def bytesconverter(b):
        s = b.decode(encoding)
        return strconverter(s)
    return bytesconverter

def graph_data(stock):

    fig = plt.figure()
    ax1 = plt.subplot2grid((1,1), (0,0))

    stock_price_url = 'http://chartapi.finance.yahoo.com/instrument/1.0/'+stock+'/chartdata;type=quote;range=1m/csv'
    source_code = urllib.request.urlopen(stock_price_url).read().decode()
    stock_data = []
    split_source = source_code.split('\n')
    for line in split_source:
        split_line = line.split(',')
        if len(split_line) == 6:
            if 'values' not in line and 'labels' not in line:
                stock_data.append(line)

    date, closep, highp, lowp, openp, volume = np.loadtxt(stock_data,
                                                          delimiter=',',
                                                          unpack=True,
                                                          converters={0: bytespdate2num('%Y%m%d')})

    x = 0
    y = len(date)
    ohlc = []

    while x < y:
        append_me = date[x], openp[x], highp[x], lowp[x], closep[x], volume[x]
        ohlc.append(append_me)
        x+=1

    candlestick_ohlc(ax1, ohlc, width=0.4, colorup='#77d879', colordown='#db3f3f')

    for label in ax1.xaxis.get_ticklabels():
        label.set_rotation(45)

    ax1.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%Y-%m-%d'))
    ax1.xaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(10))
    ax1.grid(True)

    bbox_props = dict(boxstyle='round',fc='w', ec='k',lw=1)

    ax1.annotate(str(closep[-1]), (date[-1], closep[-1]),
                 xytext = (date[-1]+3, closep[-1]), bbox=bbox_props)

##    # Annotation example with arrow
##    ax1.annotate('Bad News!',(date[11],highp[11]),
##                 xytext=(0.8, 0.9), textcoords='axes fraction',
##                 arrowprops = dict(facecolor='grey',color='grey'))
##
##    
##    # Font dict example
##    font_dict = {'family':'serif',
##                 'color':'darkred',
##                 'size':15}
##    # Hard coded text
##    ax1.text(date[10], closep[1],'Text Example', fontdict=font_dict)

    plt.xlabel('Date')
    plt.ylabel('Price')
    plt.title(stock)
    #plt.legend()
    plt.subplots_adjust(left=0.11, bottom=0.24, right=0.87, top=0.90, wspace=0.2, hspace=0)
    plt.show()

graph_data('EBAY')

结果为：

image

第十九章 子图

在这个 Matplotlib 教程中，我们将讨论子图。 有两种处理子图的主要方法，用于在同一图上创建多个图表。 现在，我们将从一个干净的代码开始。 如果你一直关注这个教程，那么请确保保留旧的代码，或者你可以随时重新查看上一个教程的代码。

首先，让我们使用样式，创建我们的图表，然后创建一个随机创建示例绘图的函数：

import random
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import style

style.use('fivethirtyeight')

fig = plt.figure()

def create_plots():
    xs = []
    ys = []

    for i in range(10):
        x = i
        y = random.randrange(10)

        xs.append(x)
        ys.append(y)
    return xs, ys

现在，我们开始使用add_subplot方法创建子图：

ax1 = fig.add_subplot(221)
ax2 = fig.add_subplot(222)
ax3 = fig.add_subplot(212)

它的工作原理是使用 3 个数字，即：行数（numRows）、列数（numCols）和绘图编号（plotNum）。

所以，221 表示两行两列的第一个位置。222 是两行两列的第二个位置。最后，212 是两行一列的第二个位置。

2x2：

+-----+-----+
|  1  |  2  |
+-----+-----+
|  3  |  4  |
+-----+-----+

2x1：

+-----------+
|     1     |
+-----------+
|     2     |
+-----------+

译者注：原文此处表述有误，译文已更改。

译者注：221是缩写形式，仅在行数乘列数小于 10 时有效，否则要写成2,2,1。

此代码结果为：

image

这就是add_subplot。 尝试一些你认为可能很有趣的配置，然后尝试使用add_subplot创建它们，直到你感到满意。

接下来，让我们介绍另一种方法，它是subplot2grid。

删除或注释掉其他轴域定义，然后添加：

ax1 = plt.subplot2grid((6,1), (0,0), rowspan=1, colspan=1)
ax2 = plt.subplot2grid((6,1), (1,0), rowspan=4, colspan=1)
ax3 = plt.subplot2grid((6,1), (5,0), rowspan=1, colspan=1)

所以，add_subplot不能让我们使一个绘图覆盖多个位置。 但是这个新的subplot2grid可以。 所以，subplot2grid的工作方式是首先传递一个元组，它是网格形状。 我们传递了(6,1)，这意味着整个图表分为六行一列。 下一个元组是左上角的起始点。 对于ax1，这是0,0，因此它起始于顶部。 接下来，我们可以选择指定rowspan和colspan。 这是轴域所占的行数和列数。

6x1：

          colspan=1
(0,0)   +-----------+
        |    ax1    | rowspan=1
(1,0)   +-----------+
        |           |
        |    ax2    | rowspan=4
        |           |
        |           |
(5,0)   +-----------+
        |    ax3    | rowspan=1
        +-----------+

结果为：

image

显然，我们在这里有一些重叠的问题，我们可以调整子图来处理它。

再次，尝试构思各种配置的子图，使用subplot2grid制作出来，直到你感到满意！

我们将继续使用subplot2grid，将它应用到我们已经逐步建立的代码中，我们将在下一个教程中继续。

第二十一章 更多指标数据

在这篇 Matplotlib 教程中，我们介绍了添加一些简单的函数来计算数据，以便我们填充我们的轴域。 一个是简单的移动均值，另一个是简单的价格 HML 计算。

这些新函数是：

def moving_average(values, window):
    weights = np.repeat(1.0, window)/window
    smas = np.convolve(values, weights, 'valid')
    return smas

def high_minus_low(highs, lows):
    return highs-lows

你不需要太过专注于理解移动均值的工作原理，我们只是对样本数据来计算它，以便可以学习更多自定义 Matplotlib 的东西。

我们还想在脚本顶部为移动均值定义一些值：

MA1 = 10
MA2 = 30

下面，在我们的graph_data函数中：

ma1 = moving_average(closep,MA1)
ma2 = moving_average(closep,MA2)
start = len(date[MA2-1:])

h_l = list(map(high_minus_low, highp, lowp))

在这里，我们计算两个移动均值和 HML。

我们还定义了一个『起始』点。 我们这样做是因为我们希望我们的数据排成一行。 例如，20 天的移动均值需要 20 个数据点。 这意味着我们不能在第 5 天真正计算 20 天的移动均值。 因此，当我们计算移动均值时，我们会失去一些数据。 为了处理这种数据的减法，我们使用起始变量来计算应该有多少数据。 这里，我们可以安全地使用[-start:]绘制移动均值，并且如果我们希望的话，对所有绘图进行上述步骤来排列数据。

接下来，我们可以在ax1上绘制 HML，通过这样：

ax1.plot_date(date,h_l,'-')

最后我们可以通过这样向ax3添加移动均值：

ax3.plot(date[-start:], ma1[-start:])
ax3.plot(date[-start:], ma2[-start:])

我们的完整代码，包括增加我们所用的时间范围：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.dates as mdates
import matplotlib.ticker as mticker
from matplotlib.finance import candlestick_ohlc
from matplotlib import style

import numpy as np
import urllib
import datetime as dt

style.use('fivethirtyeight')
print(plt.style.available)

print(plt.__file__)

MA1 = 10
MA2 = 30

def moving_average(values, window):
    weights = np.repeat(1.0, window)/window
    smas = np.convolve(values, weights, 'valid')
    return smas

def high_minus_low(highs, lows):
    return highs-lows

def bytespdate2num(fmt, encoding='utf-8'):
    strconverter = mdates.strpdate2num(fmt)
    def bytesconverter(b):
        s = b.decode(encoding)
        return strconverter(s)
    return bytesconverter

def graph_data(stock):

    fig = plt.figure()
    ax1 = plt.subplot2grid((6,1), (0,0), rowspan=1, colspan=1)
    plt.title(stock)
    ax2 = plt.subplot2grid((6,1), (1,0), rowspan=4, colspan=1)
    plt.xlabel('Date')
    plt.ylabel('Price')
    ax3 = plt.subplot2grid((6,1), (5,0), rowspan=1, colspan=1)

    stock_price_url = 'http://chartapi.finance.yahoo.com/instrument/1.0/'+stock+'/chartdata;type=quote;range=1y/csv'
    source_code = urllib.request.urlopen(stock_price_url).read().decode()
    stock_data = []
    split_source = source_code.split('\n')
    for line in split_source:
        split_line = line.split(',')
        if len(split_line) == 6:
            if 'values' not in line and 'labels' not in line:
                stock_data.append(line)

    date, closep, highp, lowp, openp, volume = np.loadtxt(stock_data,
                                                          delimiter=',',
                                                          unpack=True,
                                                          converters={0: bytespdate2num('%Y%m%d')})

    x = 0
    y = len(date)
    ohlc = []

    while x < y:
        append_me = date[x], openp[x], highp[x], lowp[x], closep[x], volume[x]
        ohlc.append(append_me)
        x+=1

    ma1 = moving_average(closep,MA1)
    ma2 = moving_average(closep,MA2)
    start = len(date[MA2-1:])

    h_l = list(map(high_minus_low, highp, lowp))

    ax1.plot_date(date,h_l,'-')

    candlestick_ohlc(ax2, ohlc, width=0.4, colorup='#77d879', colordown='#db3f3f')

    for label in ax2.xaxis.get_ticklabels():
        label.set_rotation(45)

    ax2.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%Y-%m-%d'))
    ax2.xaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(10))
    ax2.grid(True)

    bbox_props = dict(boxstyle='round',fc='w', ec='k',lw=1)

    ax2.annotate(str(closep[-1]), (date[-1], closep[-1]),
                 xytext = (date[-1]+4, closep[-1]), bbox=bbox_props)

##    # Annotation example with arrow
##    ax2.annotate('Bad News!',(date[11],highp[11]),
##                 xytext=(0.8, 0.9), textcoords='axes fraction',
##                 arrowprops = dict(facecolor='grey',color='grey'))
##
##    
##    # Font dict example
##    font_dict = {'family':'serif',
##                 'color':'darkred',
##                 'size':15}
##    # Hard coded text 
##    ax2.text(date[10], closep[1],'Text Example', fontdict=font_dict)

    ax3.plot(date[-start:], ma1[-start:])
    ax3.plot(date[-start:], ma2[-start:])

    plt.subplots_adjust(left=0.11, bottom=0.24, right=0.90, top=0.90, wspace=0.2, hspace=0)
    plt.show()

graph_data('EBAY')

代码效果如图：

image

第二十二章 自定义填充、修剪和清除

欢迎阅读另一个 Matplotlib 教程！ 在本教程中，我们将清除图表，然后再做一些自定义。

我们当前的代码是：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.dates as mdates
import matplotlib.ticker as mticker
from matplotlib.finance import candlestick_ohlc
from matplotlib import style

import numpy as np
import urllib
import datetime as dt

style.use('fivethirtyeight')
print(plt.style.available)

print(plt.__file__)

MA1 = 10
MA2 = 30

def moving_average(values, window):
    weights = np.repeat(1.0, window)/window
    smas = np.convolve(values, weights, 'valid')
    return smas

def high_minus_low(highs, lows):
    return highs-lows

def bytespdate2num(fmt, encoding='utf-8'):
    strconverter = mdates.strpdate2num(fmt)
    def bytesconverter(b):
        s = b.decode(encoding)
        return strconverter(s)
    return bytesconverter

def graph_data(stock):

    fig = plt.figure()
    ax1 = plt.subplot2grid((6,1), (0,0), rowspan=1, colspan=1)
    plt.title(stock)
    ax2 = plt.subplot2grid((6,1), (1,0), rowspan=4, colspan=1)
    plt.xlabel('Date')
    plt.ylabel('Price')
    ax3 = plt.subplot2grid((6,1), (5,0), rowspan=1, colspan=1)

    stock_price_url = 'http://chartapi.finance.yahoo.com/instrument/1.0/'+stock+'/chartdata;type=quote;range=1y/csv'
    source_code = urllib.request.urlopen(stock_price_url).read().decode()
    stock_data = []
    split_source = source_code.split('\n')
    for line in split_source:
        split_line = line.split(',')
        if len(split_line) == 6:
            if 'values' not in line and 'labels' not in line:
                stock_data.append(line)

    date, closep, highp, lowp, openp, volume = np.loadtxt(stock_data,
                                                          delimiter=',',
                                                          unpack=True,
                                                          converters={0: bytespdate2num('%Y%m%d')})

    x = 0
    y = len(date)
    ohlc = []

    while x < y:
        append_me = date[x], openp[x], highp[x], lowp[x], closep[x], volume[x]
        ohlc.append(append_me)
        x+=1

    ma1 = moving_average(closep,MA1)
    ma2 = moving_average(closep,MA2)
    start = len(date[MA2-1:])

    h_l = list(map(high_minus_low, highp, lowp))

    ax1.plot_date(date,h_l,'-')

    candlestick_ohlc(ax2, ohlc, width=0.4, colorup='#77d879', colordown='#db3f3f')

    for label in ax2.xaxis.get_ticklabels():
        label.set_rotation(45)

    ax2.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%Y-%m-%d'))
    ax2.xaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(10))
    ax2.grid(True)

    bbox_props = dict(boxstyle='round',fc='w', ec='k',lw=1)

    ax2.annotate(str(closep[-1]), (date[-1], closep[-1]),
                 xytext = (date[-1]+4, closep[-1]), bbox=bbox_props)

##    # Annotation example with arrow
##    ax2.annotate('Bad News!',(date[11],highp[11]),
##                 xytext=(0.8, 0.9), textcoords='axes fraction',
##                 arrowprops = dict(facecolor='grey',color='grey'))
##
##    
##    # Font dict example
##    font_dict = {'family':'serif',
##                 'color':'darkred',
##                 'size':15}
##    # Hard coded text 
##    ax2.text(date[10], closep[1],'Text Example', fontdict=font_dict)

    ax3.plot(date[-start:], ma1[-start:])
    ax3.plot(date[-start:], ma2[-start:])

    plt.subplots_adjust(left=0.11, bottom=0.24, right=0.90, top=0.90, wspace=0.2, hspace=0)
    plt.show()

graph_data('EBAY')

现在我认为向我们的移动均值添加自定义填充是一个很好的主意。 移动均值通常用于说明价格趋势。 这个想法是，你可以计算一个快速和一个慢速的移动均值。 一般来说，移动均值用于使价格变得『平滑』。 他们总是『滞后』于价格，但是我们的想法是计算不同的速度。 移动均值越大就越『慢』。 所以这个想法是，如果『较快』的移动均值超过『较慢』的均值，那么价格就会上升，这是一件好事。 如果较快的 MA 从较慢的 MA 下方穿过，则这是下降趋势并且通常被视为坏事。 我的想法是在快速和慢速 MA 之间填充，『上升』趋势为绿色，然后下降趋势为红色。 方法如下：

ax3.fill_between(date[-start:], ma2[-start:], ma1[-start:],
                 where=(ma1[-start:] < ma2[-start:]),
                 facecolor='r', edgecolor='r', alpha=0.5)

ax3.fill_between(date[-start:], ma2[-start:], ma1[-start:],
                 where=(ma1[-start:] > ma2[-start:]),
                 facecolor='g', edgecolor='g', alpha=0.5)

下面，我们会碰到一些我们可解决的问题：

ax3.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%Y-%m-%d'))
ax3.xaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(10))

for label in ax3.xaxis.get_ticklabels():
    label.set_rotation(45)

plt.setp(ax1.get_xticklabels(), visible=False)
plt.setp(ax2.get_xticklabels(), visible=False)

这里，我们剪切和粘贴ax2日期格式，然后我们将x刻度标签设置为false，去掉它们！

我们还可以通过在轴域定义中执行以下操作，为每个轴域提供自定义标签：

fig = plt.figure()
ax1 = plt.subplot2grid((6,1), (0,0), rowspan=1, colspan=1)
plt.title(stock)
ax2 = plt.subplot2grid((6,1), (1,0), rowspan=4, colspan=1)
plt.xlabel('Date')
plt.ylabel('Price')
ax3 = plt.subplot2grid((6,1), (5,0), rowspan=1, colspan=1)

接下来，我们可以看到，我们y刻度有许多数字，经常互相覆盖。 我们也看到轴之间互相重叠。 我们可以这样：

ax1.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=5, prune='lower'))

所以，这里发生的是，我们通过首先将nbins设置为 5 来修改我们的y轴对象。这意味着我们显示的标签最多为 5 个。然后我们还可以『修剪』标签，因此，在我们这里， 我们修剪底部标签，这会使它消失，所以现在不会有任何文本重叠。 我们仍然可能打算修剪ax2的顶部标签，但这里是我们目前为止的源代码：

当前的源码：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.dates as mdates
import matplotlib.ticker as mticker
from matplotlib.finance import candlestick_ohlc
from matplotlib import style

import numpy as np
import urllib
import datetime as dt

style.use('fivethirtyeight')
print(plt.style.available)

print(plt.__file__)

MA1 = 10
MA2 = 30

def moving_average(values, window):
    weights = np.repeat(1.0, window)/window
    smas = np.convolve(values, weights, 'valid')
    return smas

def high_minus_low(highs, lows):
    return highs-lows

def bytespdate2num(fmt, encoding='utf-8'):
    strconverter = mdates.strpdate2num(fmt)
    def bytesconverter(b):
        s = b.decode(encoding)
        return strconverter(s)
    return bytesconverter

def graph_data(stock):

    fig = plt.figure()
    ax1 = plt.subplot2grid((6,1), (0,0), rowspan=1, colspan=1)
    plt.title(stock)
    plt.ylabel('H-L')
    ax2 = plt.subplot2grid((6,1), (1,0), rowspan=4, colspan=1)
    plt.ylabel('Price')
    ax3 = plt.subplot2grid((6,1), (5,0), rowspan=1, colspan=1)
    plt.ylabel('MAvgs')

    stock_price_url = 'http://chartapi.finance.yahoo.com/instrument/1.0/'+stock+'/chartdata;type=quote;range=1y/csv'
    source_code = urllib.request.urlopen(stock_price_url).read().decode()
    stock_data = []
    split_source = source_code.split('\n')
    for line in split_source:
        split_line = line.split(',')
        if len(split_line) == 6:
            if 'values' not in line and 'labels' not in line:
                stock_data.append(line)

    date, closep, highp, lowp, openp, volume = np.loadtxt(stock_data,
                                                          delimiter=',',
                                                          unpack=True,
                                                          converters={0: bytespdate2num('%Y%m%d')})

    x = 0
    y = len(date)
    ohlc = []

    while x < y:
        append_me = date[x], openp[x], highp[x], lowp[x], closep[x], volume[x]
        ohlc.append(append_me)
        x+=1

    ma1 = moving_average(closep,MA1)
    ma2 = moving_average(closep,MA2)
    start = len(date[MA2-1:])

    h_l = list(map(high_minus_low, highp, lowp))

    ax1.plot_date(date,h_l,'-')
    ax1.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=5, prune='lower'))

    candlestick_ohlc(ax2, ohlc, width=0.4, colorup='#77d879', colordown='#db3f3f')

    ax2.grid(True)

    bbox_props = dict(boxstyle='round',fc='w', ec='k',lw=1)

    ax2.annotate(str(closep[-1]), (date[-1], closep[-1]),
                 xytext = (date[-1]+4, closep[-1]), bbox=bbox_props)

##    # Annotation example with arrow
##    ax2.annotate('Bad News!',(date[11],highp[11]),
##                 xytext=(0.8, 0.9), textcoords='axes fraction',
##                 arrowprops = dict(facecolor='grey',color='grey'))
##
##    
##    # Font dict example
##    font_dict = {'family':'serif',
##                 'color':'darkred',
##                 'size':15}
##    # Hard coded text 
##    ax2.text(date[10], closep[1],'Text Example', fontdict=font_dict)

    ax3.plot(date[-start:], ma1[-start:], linewidth=1)
    ax3.plot(date[-start:], ma2[-start:], linewidth=1)

    ax3.fill_between(date[-start:], ma2[-start:], ma1[-start:],
                     where=(ma1[-start:] < ma2[-start:]),
                     facecolor='r', edgecolor='r', alpha=0.5)

    ax3.fill_between(date[-start:], ma2[-start:], ma1[-start:],
                     where=(ma1[-start:] > ma2[-start:]),
                     facecolor='g', edgecolor='g', alpha=0.5)

    ax3.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%Y-%m-%d'))
    ax3.xaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(10))

    for label in ax3.xaxis.get_ticklabels():
        label.set_rotation(45)

    plt.setp(ax1.get_xticklabels(), visible=False)
    plt.setp(ax2.get_xticklabels(), visible=False)
    plt.subplots_adjust(left=0.11, bottom=0.24, right=0.90, top=0.90, wspace=0.2, hspace=0)
    plt.show()

graph_data('EBAY')
image

看起来好了一些，但是仍然有一些东西需要清除。

第二十三章 共享 X 轴

在这个 Matplotlib 数据可视化教程中，我们将讨论sharex选项，它允许我们在图表之间共享x轴。将sharex看做『复制 x』也许更好。

在我们开始之前，首先我们要做些修剪并在另一个轴上设置最大刻度数，如下所示：

ax2.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=7, prune='upper'))

以及

ax3.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=4, prune='upper'))

现在，让我们共享所有轴域之间的x轴。 为此，我们需要将其添加到轴域定义中：

fig = plt.figure()
ax1 = plt.subplot2grid((6,1), (0,0), rowspan=1, colspan=1)
plt.title(stock)
plt.ylabel('H-L')
ax2 = plt.subplot2grid((6,1), (1,0), rowspan=4, colspan=1, sharex=ax1)
plt.ylabel('Price')
ax3 = plt.subplot2grid((6,1), (5,0), rowspan=1, colspan=1, sharex=ax1)
plt.ylabel('MAvgs')

上面，对于ax2和ax3，我们添加一个新的参数，称为sharex，然后我们说，我们要与ax1共享x轴。

使用这种方式，我们可以加载图表，然后我们可以放大到一个特定的点，结果将是这样：

image

所以这意味着所有轴域沿着它们的x轴一起移动。 这很酷吧！

接下来，让我们将[-start:]应用到所有数据，所以所有轴域都起始于相同地方。 我们最终的代码为：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.dates as mdates
import matplotlib.ticker as mticker
from matplotlib.finance import candlestick_ohlc
from matplotlib import style

import numpy as np
import urllib
import datetime as dt

style.use('fivethirtyeight')
print(plt.style.available)

print(plt.__file__)

MA1 = 10
MA2 = 30

def moving_average(values, window):
    weights = np.repeat(1.0, window)/window
    smas = np.convolve(values, weights, 'valid')
    return smas

def high_minus_low(highs, lows):
    return highs-lows

def bytespdate2num(fmt, encoding='utf-8'):
    strconverter = mdates.strpdate2num(fmt)
    def bytesconverter(b):
        s = b.decode(encoding)
        return strconverter(s)
    return bytesconverter

def graph_data(stock):

    fig = plt.figure()
    ax1 = plt.subplot2grid((6,1), (0,0), rowspan=1, colspan=1)
    plt.title(stock)
    plt.ylabel('H-L')
    ax2 = plt.subplot2grid((6,1), (1,0), rowspan=4, colspan=1, sharex=ax1)
    plt.ylabel('Price')
    ax3 = plt.subplot2grid((6,1), (5,0), rowspan=1, colspan=1, sharex=ax1)
    plt.ylabel('MAvgs')

    stock_price_url = 'http://chartapi.finance.yahoo.com/instrument/1.0/'+stock+'/chartdata;type=quote;range=1y/csv'
    source_code = urllib.request.urlopen(stock_price_url).read().decode()
    stock_data = []
    split_source = source_code.split('\n')
    for line in split_source:
        split_line = line.split(',')
        if len(split_line) == 6:
            if 'values' not in line and 'labels' not in line:
                stock_data.append(line)

    date, closep, highp, lowp, openp, volume = np.loadtxt(stock_data,
                                                          delimiter=',',
                                                          unpack=True,
                                                          converters={0: bytespdate2num('%Y%m%d')})

    x = 0
    y = len(date)
    ohlc = []

    while x < y:
        append_me = date[x], openp[x], highp[x], lowp[x], closep[x], volume[x]
        ohlc.append(append_me)
        x+=1

    ma1 = moving_average(closep,MA1)
    ma2 = moving_average(closep,MA2)
    start = len(date[MA2-1:])

    h_l = list(map(high_minus_low, highp, lowp))

    ax1.plot_date(date[-start:],h_l[-start:],'-')
    ax1.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=4, prune='lower'))

    candlestick_ohlc(ax2, ohlc[-start:], width=0.4, colorup='#77d879', colordown='#db3f3f')

    ax2.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=7, prune='upper'))
    ax2.grid(True)

    bbox_props = dict(boxstyle='round',fc='w', ec='k',lw=1)

    ax2.annotate(str(closep[-1]), (date[-1], closep[-1]),
                 xytext = (date[-1]+4, closep[-1]), bbox=bbox_props)

##    # Annotation example with arrow
##    ax2.annotate('Bad News!',(date[11],highp[11]),
##                 xytext=(0.8, 0.9), textcoords='axes fraction',
##                 arrowprops = dict(facecolor='grey',color='grey'))
##
##    
##    # Font dict example
##    font_dict = {'family':'serif',
##                 'color':'darkred',
##                 'size':15}
##    # Hard coded text 
##    ax2.text(date[10], closep[1],'Text Example', fontdict=font_dict)

    ax3.plot(date[-start:], ma1[-start:], linewidth=1)
    ax3.plot(date[-start:], ma2[-start:], linewidth=1)

    ax3.fill_between(date[-start:], ma2[-start:], ma1[-start:],
                     where=(ma1[-start:] < ma2[-start:]),
                     facecolor='r', edgecolor='r', alpha=0.5)

    ax3.fill_between(date[-start:], ma2[-start:], ma1[-start:],
                     where=(ma1[-start:] > ma2[-start:]),
                     facecolor='g', edgecolor='g', alpha=0.5)

    ax3.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%Y-%m-%d'))
    ax3.xaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(10))
    ax3.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=4, prune='upper'))

    for label in ax3.xaxis.get_ticklabels():
        label.set_rotation(45)

    plt.setp(ax1.get_xticklabels(), visible=False)
    plt.setp(ax2.get_xticklabels(), visible=False)
    plt.subplots_adjust(left=0.11, bottom=0.24, right=0.90, top=0.90, wspace=0.2, hspace=0)
    plt.show()

graph_data('EBAY')

下面我们会讨论如何创建多个y轴。

第二十四章 多个 Y 轴

在这篇 Matplotlib 教程中，我们将介绍如何在同一子图上使用多个 Y 轴。 在我们的例子中，我们有兴趣在同一个图表及同一个子图上绘制股票价格和交易量。

为此，首先我们需要定义一个新的轴域，但是这个轴域是ax2仅带有x轴的『双生子』。

这足以创建轴域了。我们叫它ax2v，因为这个轴域是ax2加交易量。

现在，我们在轴域上定义绘图，我们将添加：

ax2v.fill_between(date[-start:],0, volume[-start:], facecolor='#0079a3', alpha=0.4)

我们在 0 和当前交易量之间填充，给予它蓝色的前景色，然后给予它一个透明度。 我们想要应用幽冥毒，以防交易量最终覆盖其它东西，所以我们仍然可以看到这两个元素。

所以，到现在为止，我们的代码为：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.dates as mdates
import matplotlib.ticker as mticker
from matplotlib.finance import candlestick_ohlc
from matplotlib import style

import numpy as np
import urllib
import datetime as dt

style.use('fivethirtyeight')
print(plt.style.available)

print(plt.__file__)

MA1 = 10
MA2 = 30

def moving_average(values, window):
    weights = np.repeat(1.0, window)/window
    smas = np.convolve(values, weights, 'valid')
    return smas

def high_minus_low(highs, lows):
    return highs-lows

def bytespdate2num(fmt, encoding='utf-8'):
    strconverter = mdates.strpdate2num(fmt)
    def bytesconverter(b):
        s = b.decode(encoding)
        return strconverter(s)
    return bytesconverter

def graph_data(stock):

    fig = plt.figure()
    ax1 = plt.subplot2grid((6,1), (0,0), rowspan=1, colspan=1)
    plt.title(stock)
    plt.ylabel('H-L')
    ax2 = plt.subplot2grid((6,1), (1,0), rowspan=4, colspan=1, sharex=ax1)
    plt.ylabel('Price')
    ax2v = ax2.twinx()

    ax3 = plt.subplot2grid((6,1), (5,0), rowspan=1, colspan=1, sharex=ax1)
    plt.ylabel('MAvgs')

    stock_price_url = 'http://chartapi.finance.yahoo.com/instrument/1.0/'+stock+'/chartdata;type=quote;range=1y/csv'
    source_code = urllib.request.urlopen(stock_price_url).read().decode()
    stock_data = []
    split_source = source_code.split('\n')
    for line in split_source:
        split_line = line.split(',')
        if len(split_line) == 6:
            if 'values' not in line and 'labels' not in line:
                stock_data.append(line)

    date, closep, highp, lowp, openp, volume = np.loadtxt(stock_data,
                                                          delimiter=',',
                                                          unpack=True,
                                                          converters={0: bytespdate2num('%Y%m%d')})

    x = 0
    y = len(date)
    ohlc = []

    while x < y:
        append_me = date[x], openp[x], highp[x], lowp[x], closep[x], volume[x]
        ohlc.append(append_me)
        x+=1

    ma1 = moving_average(closep,MA1)
    ma2 = moving_average(closep,MA2)
    start = len(date[MA2-1:])

    h_l = list(map(high_minus_low, highp, lowp))

    ax1.plot_date(date[-start:],h_l[-start:],'-')
    ax1.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=4, prune='lower'))

    candlestick_ohlc(ax2, ohlc[-start:], width=0.4, colorup='#77d879', colordown='#db3f3f')

    ax2.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=7, prune='upper'))
    ax2.grid(True)

    bbox_props = dict(boxstyle='round',fc='w', ec='k',lw=1)

    ax2.annotate(str(closep[-1]), (date[-1], closep[-1]),
                 xytext = (date[-1]+4, closep[-1]), bbox=bbox_props)

##    # Annotation example with arrow
##    ax2.annotate('Bad News!',(date[11],highp[11]),
##                 xytext=(0.8, 0.9), textcoords='axes fraction',
##                 arrowprops = dict(facecolor='grey',color='grey'))
##
##    
##    # Font dict example
##    font_dict = {'family':'serif',
##                 'color':'darkred',
##                 'size':15}
##    # Hard coded text 
##    ax2.text(date[10], closep[1],'Text Example', fontdict=font_dict)
    ax2v.fill_between(date[-start:],0, volume[-start:], facecolor='#0079a3', alpha=0.4)

    ax3.plot(date[-start:], ma1[-start:], linewidth=1)
    ax3.plot(date[-start:], ma2[-start:], linewidth=1)

    ax3.fill_between(date[-start:], ma2[-start:], ma1[-start:],
                     where=(ma1[-start:] < ma2[-start:]),
                     facecolor='r', edgecolor='r', alpha=0.5)

    ax3.fill_between(date[-start:], ma2[-start:], ma1[-start:],
                     where=(ma1[-start:] > ma2[-start:]),
                     facecolor='g', edgecolor='g', alpha=0.5)

    ax3.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%Y-%m-%d'))
    ax3.xaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(10))
    ax3.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=4, prune='upper'))

    for label in ax3.xaxis.get_ticklabels():
        label.set_rotation(45)

    plt.setp(ax1.get_xticklabels(), visible=False)
    plt.setp(ax2.get_xticklabels(), visible=False)
    plt.subplots_adjust(left=0.11, bottom=0.24, right=0.90, top=0.90, wspace=0.2, hspace=0)
    plt.show()

graph_data('GOOG')

会生成：

image

太棒了，到目前为止还不错。 接下来，我们可能要删除新y轴上的标签，然后我们也可能不想让交易量占用太多空间。 没问题：

首先：

ax2v.axes.yaxis.set_ticklabels([])

上面将y刻度标签设置为一个空列表，所以不会有任何标签了。

译者注：所以将标签删除之后，添加新轴的意义是什么？直接在原轴域上绘图就可以了。

接下来，我们可能要将网格设置为false，使轴域上不会有双网格：

ax2v.grid(False)

最后，为了处理交易量占用很多空间，我们可以做以下操作：

ax2v.set_ylim(0, 3*volume.max())

所以这设置y轴显示范围从 0 到交易量的最大值的 3 倍。 这意味着，在最高点，交易量最多可占据图形的33％。 所以，增加volume.max的倍数越多，空间就越小/越少。

现在，我们的图表为：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.dates as mdates
import matplotlib.ticker as mticker
from matplotlib.finance import candlestick_ohlc
from matplotlib import style

import numpy as np
import urllib
import datetime as dt

style.use('fivethirtyeight')
print(plt.style.available)

print(plt.__file__)

MA1 = 10
MA2 = 30

def moving_average(values, window):
    weights = np.repeat(1.0, window)/window
    smas = np.convolve(values, weights, 'valid')
    return smas

def high_minus_low(highs, lows):
    return highs-lows

def bytespdate2num(fmt, encoding='utf-8'):
    strconverter = mdates.strpdate2num(fmt)
    def bytesconverter(b):
        s = b.decode(encoding)
        return strconverter(s)
    return bytesconverter

def graph_data(stock):

    fig = plt.figure()
    ax1 = plt.subplot2grid((6,1), (0,0), rowspan=1, colspan=1)
    plt.title(stock)
    plt.ylabel('H-L')
    ax2 = plt.subplot2grid((6,1), (1,0), rowspan=4, colspan=1, sharex=ax1)
    plt.ylabel('Price')
    ax2v = ax2.twinx()

    ax3 = plt.subplot2grid((6,1), (5,0), rowspan=1, colspan=1, sharex=ax1)
    plt.ylabel('MAvgs')

    stock_price_url = 'http://chartapi.finance.yahoo.com/instrument/1.0/'+stock+'/chartdata;type=quote;range=1y/csv'
    source_code = urllib.request.urlopen(stock_price_url).read().decode()
    stock_data = []
    split_source = source_code.split('\n')
    for line in split_source:
        split_line = line.split(',')
        if len(split_line) == 6:
            if 'values' not in line and 'labels' not in line:
                stock_data.append(line)

    date, closep, highp, lowp, openp, volume = np.loadtxt(stock_data,
                                                          delimiter=',',
                                                          unpack=True,
                                                          converters={0: bytespdate2num('%Y%m%d')})

    x = 0
    y = len(date)
    ohlc = []

    while x < y:
        append_me = date[x], openp[x], highp[x], lowp[x], closep[x], volume[x]
        ohlc.append(append_me)
        x+=1

    ma1 = moving_average(closep,MA1)
    ma2 = moving_average(closep,MA2)
    start = len(date[MA2-1:])

    h_l = list(map(high_minus_low, highp, lowp))

    ax1.plot_date(date[-start:],h_l[-start:],'-')
    ax1.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=4, prune='lower'))

    candlestick_ohlc(ax2, ohlc[-start:], width=0.4, colorup='#77d879', colordown='#db3f3f')

    ax2.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=7, prune='upper'))
    ax2.grid(True)

    bbox_props = dict(boxstyle='round',fc='w', ec='k',lw=1)

    ax2.annotate(str(closep[-1]), (date[-1], closep[-1]),
                 xytext = (date[-1]+5, closep[-1]), bbox=bbox_props)

##    # Annotation example with arrow
##    ax2.annotate('Bad News!',(date[11],highp[11]),
##                 xytext=(0.8, 0.9), textcoords='axes fraction',
##                 arrowprops = dict(facecolor='grey',color='grey'))
##
##    
##    # Font dict example
##    font_dict = {'family':'serif',
##                 'color':'darkred',
##                 'size':15}
##    # Hard coded text 
##    ax2.text(date[10], closep[1],'Text Example', fontdict=font_dict)

    ax2v.fill_between(date[-start:],0, volume[-start:], facecolor='#0079a3', alpha=0.4)
    ax2v.axes.yaxis.set_ticklabels([])
    ax2v.grid(False)
    ax2v.set_ylim(0, 3*volume.max())

    ax3.plot(date[-start:], ma1[-start:], linewidth=1)
    ax3.plot(date[-start:], ma2[-start:], linewidth=1)

    ax3.fill_between(date[-start:], ma2[-start:], ma1[-start:],
                     where=(ma1[-start:] < ma2[-start:]),
                     facecolor='r', edgecolor='r', alpha=0.5)

    ax3.fill_between(date[-start:], ma2[-start:], ma1[-start:],
                     where=(ma1[-start:] > ma2[-start:]),
                     facecolor='g', edgecolor='g', alpha=0.5)

    ax3.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%Y-%m-%d'))
    ax3.xaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(10))
    ax3.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=4, prune='upper'))

    for label in ax3.xaxis.get_ticklabels():
        label.set_rotation(45)

    plt.setp(ax1.get_xticklabels(), visible=False)
    plt.setp(ax2.get_xticklabels(), visible=False)
    plt.subplots_adjust(left=0.11, bottom=0.24, right=0.90, top=0.90, wspace=0.2, hspace=0)
    plt.show()

graph_data('GOOG')

到这里，我们差不多完成了。 这里唯一的缺陷是一个好的图例。 一些线条是显而易见的，但人们可能会好奇移动均值的参数是什么，我们这里是 10 和 30。 添加自定义图例是下一个教程中涉及的内容。

第二十五章 自定义图例

在这篇 Matplotlib 教程中，我们将讨论自定义图例。 我们已经介绍了添加图例的基础知识。

图例的主要问题通常是图例阻碍了数据的展示。 这里有几个选项。 一个选项是将图例放在轴域外，但是我们在这里有多个子图，这是非常困难的。 相反，我们将使图例稍微小一点，然后应用一个透明度。

首先，为了创建一个图例，我们需要向我们的数据添加我们想要显示在图例上的标签。

ax1.plot_date(date[-start:],h_l[-start:],'-', label='H-L')
...
ax2v.plot([],[], color='#0079a3', alpha=0.4, label='Volume')
...
ax3.plot(date[-start:], ma1[-start:], linewidth=1, label=(str(MA1)+'MA'))
ax3.plot(date[-start:], ma2[-start:], linewidth=1, label=(str(MA2)+'MA'))

请注意，我们通过创建空行为交易量添加了标签。 请记住，我们不能对任何填充应用标签，所以这就是我们添加这个空行的原因。

现在，我们可以在右下角添加图例，通过在plt.show()之前执行以下操作：

ax1.legend()
ax2v.legend()
ax3.legend()

会生成：

image

所以，我们可以看到，图例还是占用了一些位置。 让我们更改位置，大小并添加透明度：

ax1.legend()
leg = ax1.legend(loc=9, ncol=2,prop={'size':11})
leg.get_frame().set_alpha(0.4)

ax2v.legend()
leg = ax2v.legend(loc=9, ncol=2,prop={'size':11})
leg.get_frame().set_alpha(0.4)

ax3.legend()
leg = ax3.legend(loc=9, ncol=2,prop={'size':11})
leg.get_frame().set_alpha(0.4)

所有的图例位于位置 9（上中间）。 有很多地方可放置图例，我们可以为参数传入不同的位置号码，来看看它们都位于哪里。 ncol参数允许我们指定图例中的列数。 这里只有一列，如果图例中有 2 个项目，他们将堆叠在一列中。 最后，我们将尺寸规定为更小。 之后，我们对整个图例应用0.4的透明度。

现在我们的结果为：

image

完整的代码为：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.dates as mdates
import matplotlib.ticker as mticker
from matplotlib.finance import candlestick_ohlc
from matplotlib import style

import numpy as np
import urllib
import datetime as dt

style.use('fivethirtyeight')
print(plt.style.available)

print(plt.__file__)

MA1 = 10
MA2 = 30

def moving_average(values, window):
    weights = np.repeat(1.0, window)/window
    smas = np.convolve(values, weights, 'valid')
    return smas

def high_minus_low(highs, lows):
    return highs-lows

def bytespdate2num(fmt, encoding='utf-8'):
    strconverter = mdates.strpdate2num(fmt)
    def bytesconverter(b):
        s = b.decode(encoding)
        return strconverter(s)
    return bytesconverter

def graph_data(stock):

    fig = plt.figure(facecolor='#f0f0f0')
    ax1 = plt.subplot2grid((6,1), (0,0), rowspan=1, colspan=1)
    plt.title(stock)
    plt.ylabel('H-L')
    ax2 = plt.subplot2grid((6,1), (1,0), rowspan=4, colspan=1, sharex=ax1)
    plt.ylabel('Price')
    ax2v = ax2.twinx()

    ax3 = plt.subplot2grid((6,1), (5,0), rowspan=1, colspan=1, sharex=ax1)
    plt.ylabel('MAvgs')

    stock_price_url = 'http://chartapi.finance.yahoo.com/instrument/1.0/'+stock+'/chartdata;type=quote;range=1y/csv'
    source_code = urllib.request.urlopen(stock_price_url).read().decode()
    stock_data = []
    split_source = source_code.split('\n')
    for line in split_source:
        split_line = line.split(',')
        if len(split_line) == 6:
            if 'values' not in line and 'labels' not in line:
                stock_data.append(line)

    date, closep, highp, lowp, openp, volume = np.loadtxt(stock_data,
                                                          delimiter=',',
                                                          unpack=True,
                                                          converters={0: bytespdate2num('%Y%m%d')})

    x = 0
    y = len(date)
    ohlc = []

    while x < y:
        append_me = date[x], openp[x], highp[x], lowp[x], closep[x], volume[x]
        ohlc.append(append_me)
        x+=1

    ma1 = moving_average(closep,MA1)
    ma2 = moving_average(closep,MA2)
    start = len(date[MA2-1:])

    h_l = list(map(high_minus_low, highp, lowp))

    ax1.plot_date(date[-start:],h_l[-start:],'-', label='H-L')
    ax1.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=4, prune='lower'))

    candlestick_ohlc(ax2, ohlc[-start:], width=0.4, colorup='#77d879', colordown='#db3f3f')

    ax2.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=7, prune='upper'))
    ax2.grid(True)

    bbox_props = dict(boxstyle='round',fc='w', ec='k',lw=1)

    ax2.annotate(str(closep[-1]), (date[-1], closep[-1]),
                 xytext = (date[-1]+4, closep[-1]), bbox=bbox_props)

##    # Annotation example with arrow
##    ax2.annotate('Bad News!',(date[11],highp[11]),
##                 xytext=(0.8, 0.9), textcoords='axes fraction',
##                 arrowprops = dict(facecolor='grey',color='grey'))
##
##    
##    # Font dict example
##    font_dict = {'family':'serif',
##                 'color':'darkred',
##                 'size':15}
##    # Hard coded text 
##    ax2.text(date[10], closep[1],'Text Example', fontdict=font_dict)

    ax2v.plot([],[], color='#0079a3', alpha=0.4, label='Volume')
    ax2v.fill_between(date[-start:],0, volume[-start:], facecolor='#0079a3', alpha=0.4)
    ax2v.axes.yaxis.set_ticklabels([])
    ax2v.grid(False)
    ax2v.set_ylim(0, 3*volume.max())

    ax3.plot(date[-start:], ma1[-start:], linewidth=1, label=(str(MA1)+'MA'))
    ax3.plot(date[-start:], ma2[-start:], linewidth=1, label=(str(MA2)+'MA'))

    ax3.fill_between(date[-start:], ma2[-start:], ma1[-start:],
                     where=(ma1[-start:] < ma2[-start:]),
                     facecolor='r', edgecolor='r', alpha=0.5)

    ax3.fill_between(date[-start:], ma2[-start:], ma1[-start:],
                     where=(ma1[-start:] > ma2[-start:]),
                     facecolor='g', edgecolor='g', alpha=0.5)

    ax3.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%Y-%m-%d'))
    ax3.xaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(10))
    ax3.yaxis.set_major_locator(mticker.MaxNLocator(nbins=4, prune='upper'))

    for label in ax3.xaxis.get_ticklabels():
        label.set_rotation(45)

    plt.setp(ax1.get_xticklabels(), visible=False)
    plt.setp(ax2.get_xticklabels(), visible=False)
    plt.subplots_adjust(left=0.11, bottom=0.24, right=0.90, top=0.90, wspace=0.2, hspace=0)

    ax1.legend()
    leg = ax1.legend(loc=9, ncol=2,prop={'size':11})
    leg.get_frame().set_alpha(0.4)

    ax2v.legend()
    leg = ax2v.legend(loc=9, ncol=2,prop={'size':11})
    leg.get_frame().set_alpha(0.4)

    ax3.legend()
    leg = ax3.legend(loc=9, ncol=2,prop={'size':11})
    leg.get_frame().set_alpha(0.4)

    plt.show()
    fig.savefig('google.png', facecolor=fig.get_facecolor())

graph_data('GOOG')

现在我们可以看到图例，但也看到了图例下的任何信息。 还要注意额外函数fig.savefig。 这是自动保存图形的图像的方式。 我们还可以设置所保存的图形的前景色，使背景不是白色的，如我们的例子所示。

这就是目前为止，我想要显示的典型 Matplotlib 图表。 接下来，我们将涉及Basemap，它是一个 Matplotlib 扩展，用于绘制地理位置，然后我打算讲解 Matplotlib 中的 3D 图形。

第二十六章 Basemap 地理绘图

在这个 Matplotlib 教程中，我们将涉及地理绘图模块Basemap。 Basemap是 Matplotlib 的扩展。

为了使用Basemap，我们首先需要安装它。 为了获得Basemap，你可以从这里获取：http://matplotlib.org/basemap/users/download.html，或者你可以访问http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/。

如果你在安装Basemap时遇到问题，请查看pip安装教程。

一旦你安装了Basemap，你就可以创建地图了。 首先，让我们投影一个简单的地图。 为此，我们需要导入Basemap，pyplot，创建投影，至少绘制某种轮廓或数据，然后我们可以显示图形。

from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt

m = Basemap(projection='mill')
m.drawcoastlines()
plt.show()

上面的代码结果如下：

image

这是使用 Miller 投影完成的，这只是许多Basemap投影选项之一。

第二十七章 Basemap 自定义

在这篇 Matplotlib 教程中，我们继续使用Basemap地理绘图扩展。 我们将展示一些我们可用的自定义选项。

首先，从上一个教程中获取我们的起始代码：

from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt

m = Basemap(projection='mill')
m.drawcoastlines()
plt.show()

我们可以从放大到特定区域来开始：

from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt

m = Basemap(projection='mill',
            llcrnrlat = -40,
            llcrnrlon = -40,
            urcrnrlat = 50,
            urcrnrlon = 75)
m.drawcoastlines()
plt.show()

这里的参数是：

  • llcrnrlat - 左下角的纬度
  • llcrnrlon - 左下角的经度
  • urcrnrlat - 右上角的纬度
  • urcrnrlon - 右上角的经度

此外，坐标需要转换，其中西经和南纬坐标是负值，北纬和东经坐标是正值。

使用这些坐标，Basemap会选择它们之间的区域。

image

下面，我们要使用一些东西，类似：

m.drawcountries(linewidth=2)

这会画出国家，并使用线宽为 2 的线条生成分界线。

另一个选项是：

m.drawstates(color='b')

这会用蓝色线条画出州。

你也可以执行：

m.drawcounties(color='darkred')

这会画出国家。

所以，我们的代码是：

from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt

m = Basemap(projection='mill',
            llcrnrlat = -90,
            llcrnrlon = -180,
            urcrnrlat = 90,
            urcrnrlon = 180)

m.drawcoastlines()
m.drawcountries(linewidth=2)
m.drawstates(color='b')
m.drawcounties(color='darkred')

plt.title('Basemap Tutorial')
plt.show()
image

很难说，但我们定义了美国的区县的线条。 我们可以使用放大镜放大Basemap图形，就像其他图形那样，会生成：

image

另一个有用的选项是Basemap调用中的『分辨率』选项。

m = Basemap(projection='mill',
            llcrnrlat = -90,
            llcrnrlon = -180,
            urcrnrlat = 90,
            urcrnrlon = 180,
            resolution='l')

分辨率的选项为：

  • c - 粗糙
  • l - 低
  • h - 高
  • f - 完整

对于更高的分辨率，你应该放大到很大，否则这可能只是浪费。

另一个选项是使用etopo()绘制地形，如：

m.etopo()

使用drawcountries方法绘制此图形会生成：

[图片上传失败...(image-eaca82-1558445064342)]

最后，有一个蓝色的大理石版本，你可以调用：

m.bluemarble()

会生成：

[图片上传失败...(image-3f9978-1558445064342)]

目前为止的代码：

from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt

m = Basemap(projection='mill',
            llcrnrlat = -90,
            llcrnrlon = -180,
            urcrnrlat = 90,
            urcrnrlon = 180,
            resolution='l')

m.drawcoastlines()
m.drawcountries(linewidth=2)
##m.drawstates(color='b')
##m.drawcounties(color='darkred')
#m.fillcontinents()
#m.etopo()
m.bluemarble()

plt.title('Basemap Tutorial')
plt.show()

第二十八章 在 Basemap 中绘制坐标

欢迎阅读另一个 Matplotlib Basemap 教程。 在本教程中，我们将介绍如何绘制单个坐标，以及如何在地理区域中连接这些坐标。

首先，我们将从一些基本的起始数据开始：

from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt

m = Basemap(projection='mill',
            llcrnrlat = 25,
            llcrnrlon = -130,
            urcrnrlat = 50,
            urcrnrlon = -60,
            resolution='l')

m.drawcoastlines()
m.drawcountries(linewidth=2)
m.drawstates(color='b')

接下来，我们可以绘制坐标，从获得它们的实际坐标开始。 记住，南纬和西经坐标需要转换为负值。 例如，纽约市是北纬40.7127西经74.0059。 我们可以在我们的程序中定义这些坐标，如：

NYClat, NYClon = 40.7127, -74.0059

之后我们将这些转换为要绘制的x和y坐标。

xpt, ypt = m(NYClon, NYClat)

注意这里，我们现在已经将坐标顺序翻转为lon, lat（纬度，经度）。 坐标通常以lat, lon顺序给出。 然而，在图形中，lat, long转换为y, x，我们显然不需要。 在某些时候，你必须翻转它们。 不要忘记这部分！

最后，我们可以绘制如下的坐标：

m.plot(xpt, ypt, 'c*', markersize=15)

这个图表上有一个青色的星，大小为 15。更多标记类型请参阅：Matplotlib 标记文档。

接下来，让我们再画一个位置，洛杉矶，加利福尼亚：

LAlat, LAlon = 34.05, -118.25
xpt, ypt = m(LAlon, LAlat)
m.plot(xpt, ypt, 'g^', markersize=15)

这次我们画出一个绿色三角，执行代码会生成：

[图片上传失败...(image-8e5eff-1558445064342)]

如果我们想连接这些图块怎么办？原来，我们可以像其它 Matplotlib 图表那样实现它。

首先，我们将那些xpt和ypt坐标保存到列表，类似这样的东西：

xs = []
ys = []

NYClat, NYClon = 40.7127, -74.0059
xpt, ypt = m(NYClon, NYClat)
xs.append(xpt)
ys.append(ypt)
m.plot(xpt, ypt, 'c*', markersize=15)

LAlat, LAlon = 34.05, -118.25
xpt, ypt = m(LAlon, LAlat)
xs.append(xpt)
ys.append(ypt)
m.plot(xpt, ypt, 'g^', markersize=15)

m.plot(xs, ys, color='r', linewidth=3, label='Flight 98')

会生成：

image

太棒了。有时我们需要以圆弧连接图上的两个坐标。如何实现呢？

m.drawgreatcircle(NYClon, NYClat, LAlon, LAlat, color='c', linewidth=3, label='Arc')

我们的完整代码为：

from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt

m = Basemap(projection='mill',
            llcrnrlat = 25,
            llcrnrlon = -130,
            urcrnrlat = 50,
            urcrnrlon = -60,
            resolution='l')

m.drawcoastlines()
m.drawcountries(linewidth=2)
m.drawstates(color='b')
#m.drawcounties(color='darkred')
#m.fillcontinents()
#m.etopo()
#m.bluemarble()

xs = []
ys = []

NYClat, NYClon = 40.7127, -74.0059
xpt, ypt = m(NYClon, NYClat)
xs.append(xpt)
ys.append(ypt)
m.plot(xpt, ypt, 'c*', markersize=15)

LAlat, LAlon = 34.05, -118.25
xpt, ypt = m(LAlon, LAlat)
xs.append(xpt)
ys.append(ypt)
m.plot(xpt, ypt, 'g^', markersize=15)

m.plot(xs, ys, color='r', linewidth=3, label='Flight 98')
m.drawgreatcircle(NYClon, NYClat, LAlon, LAlat, color='c', linewidth=3, label='Arc')

plt.legend(loc=4)
plt.title('Basemap Tutorial')
plt.show()

结果为：

image

这就是Basemap的全部了，下一章关于 Matplotlib 的 3D 绘图。

第二十九章 3D 绘图

您好，欢迎阅读 Matplotlib 教程中的 3D 绘图。 Matplotlib 已经内置了三维图形，所以我们不需要再下载任何东西。 首先，我们需要引入一些完整的模块：

from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d
import matplotlib.pyplot as plt

使用axes3d是因为它需要不同种类的轴域，以便在三维中实际绘制一些东西。 下面：

fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(111, projection='3d')

在这里，我们像通常一样定义图形，然后我们将ax1定义为通常的子图，只是这次使用 3D 投影。 我们需要这样做，以便提醒 Matplotlib 我们要提供三维数据。

现在让我们创建一些 3D 数据：

x = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
y = [5,6,7,8,2,5,6,3,7,2]
z = [1,2,6,3,2,7,3,3,7,2]

接下来，我们绘制它。 首先，让我们展示一个简单的线框示例：

ax1.plot_wireframe(x,y,z)

最后：

ax1.set_xlabel('x axis')
ax1.set_ylabel('y axis')
ax1.set_zlabel('z axis')

plt.show()

我们完整的代码是：

from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import style

style.use('fivethirtyeight')

fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(111, projection='3d')

x = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
y = [5,6,7,8,2,5,6,3,7,2]
z = [1,2,6,3,2,7,3,3,7,2]

ax1.plot_wireframe(x,y,z)

ax1.set_xlabel('x axis')
ax1.set_ylabel('y axis')
ax1.set_zlabel('z axis')

plt.show()

结果为（包括所用的样式）：

image

这些 3D 图形可以进行交互。 首先，您可以使用鼠标左键单击并拖动来移动图形。 您还可以使用鼠标右键单击并拖动来放大或缩小。

第三十章 3D 散点图

欢迎阅读另一个 3D Matplotlib 教程，会涉及如何绘制三维散点图。

绘制 3D 散点图非常类似于通常的散点图以及 3D 线框图。

一个简单示例：

from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import style

style.use('ggplot')

fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(111, projection='3d')

x = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
y = [5,6,7,8,2,5,6,3,7,2]
z = [1,2,6,3,2,7,3,3,7,2]

x2 = [-1,-2,-3,-4,-5,-6,-7,-8,-9,-10]
y2 = [-5,-6,-7,-8,-2,-5,-6,-3,-7,-2]
z2 = [1,2,6,3,2,7,3,3,7,2]

ax1.scatter(x, y, z, c='g', marker='o')
ax1.scatter(x2, y2, z2, c ='r', marker='o')

ax1.set_xlabel('x axis')
ax1.set_ylabel('y axis')
ax1.set_zlabel('z axis')

plt.show()

结果为：

image

要记住你可以修改这些绘图的大小和标记，就像通常的散点图那样。

第三十一章 3D 条形图

在这个 Matplotlib 教程中，我们要介绍 3D 条形图。 3D 条形图是非常独特的，因为它允许我们绘制多于 3 个维度。 不，你不能超过第三个维度来绘制，但你可以绘制多于 3 个维度。

对于条形图，你需要拥有条形的起点，条形的高度和宽度。 但对于 3D 条形图，你还有另一个选项，就是条形的深度。 大多数情况下，条形图从轴上的条形平面开始，但是你也可以通过打破此约束来添加另一个维度。 然而，我们会让它非常简单：

from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib import style
style.use('ggplot')

fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(111, projection='3d')

x3 = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
y3 = [5,6,7,8,2,5,6,3,7,2]
z3 = np.zeros(10)

dx = np.ones(10)
dy = np.ones(10)
dz = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]

ax1.bar3d(x3, y3, z3, dx, dy, dz)

ax1.set_xlabel('x axis')
ax1.set_ylabel('y axis')
ax1.set_zlabel('z axis')

plt.show()

注意这里，我们必须定义x、y和z，然后是 3 个维度的宽度、高度和深度。 这会生成：

image

第三十二章 总结

欢迎阅读最后的 Matplotlib 教程。 在这里我们将整理整个系列，并显示一个稍微更复杂的 3D 线框图：

from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib import style
style.use('ggplot')

fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(111, projection='3d')

x, y, z = axes3d.get_test_data()

print(axes3d.__file__)
ax1.plot_wireframe(x,y,z, rstride = 3, cstride = 3)

ax1.set_xlabel('x axis')
ax1.set_ylabel('y axis')
ax1.set_zlabel('z axis')

plt.show()
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如果你从一开始就关注这个教程的话，那么你已经学会了 Matplotlib 提供的大部分内容。 你可能不相信，但Matplotlib 仍然可以做很多其他的事情！ 请继续学习，你可以随时访问 Matplotlib.org，并查看示例和图库页面。

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注：空间曲面的画法

# 二次抛物面 z = x^2 + y^2
x = np.linspace(-10, 10, 101)
y = x
x, y = np.meshgrid(x, y)
z = x ** 2 + y ** 2
ax = plot.subplot(111, projection='3d')
ax.plot_wireframe(x, y, z)
plot.show()
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# 半径为 1 的球
t = np.linspace(0, np.pi * 2, 100)
s = np.linspace(0, np.pi, 100)
t, s = np.meshgrid(t, s)
x = np.cos(t) * np.sin(s)
y = np.sin(t) * np.sin(s)
z = np.cos(s)
ax = plot.subplot(111, projection='3d')
ax.plot_wireframe(x, y, z)
plot.show()
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参考链接

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