ساخت نمودار و مصورسازی در matplotlib در پایتون
مصورسازی داده ها نمایش بصری (یا گرافیکی) داده ها برای بدست آوردن دیدهای مفید (به عنوان مثال روندها و الگوها) در داده ها و ساده تر کردن روند تجزیه و تحلیل داده ها است. مصورسازی و ساخت نمودارهای آماری با کیفیت بالا ، جذاب ، تعاملی و آموزنده (2 بعدی و ۳ بعدی) توسط کتابخانه های مختلف پایتون همچون matplotlib, pandas, numpy , seaborn به راحتی پذیر است .که ما تمامی موارد را در چندین بخش بررسی خواهیم کرد در این قسمت به مصورسازی در matplotlib می پردازیم.
هدف از مصورسازی داده ها ، درک سریع و واضح داده ها در نگاه اول و نمایان ساختن آنها برای درک اطلاعات است.
برخی از کتابخانه های مشهور مصورسازی موجود در پایتون
Matplotlib : مصور سازی با matplotlib که یکی از کتابخانه های محبوب مصورسازی است که به ما امکان می دهد گرافیکی با کیفیت بالا با طیف وسیعی از نمودارها مانند نمودارهای پراکندگی ، نمودارهای خطی ، نمودارهای میله ای ، هیستوگرام ها و نمودارهای دایره ای ایجاد کنیم.
Seaborn : یکی دیگر از کتابخانه های مصورسازی داده با طراحی های جذاب است که برپایه Matplotlib ساخته شده است . علاوه بر این ، تعداد خطوط کد مورد نیاز برای تولید نتیجه مشابه Matplotlib را کاهش می دهد.
Pandas : کتابخانه عالی دیگری است که برای تجزیه و تحلیل داده ها (دستکاری داده ها ، تجزیه و تحلیل سری های زمانی و غیره) در پایتون موجود است. Pandas Visualization (ساخته شده برمبنای Matplotlib) ابزاری از کتابخانه Pandas است که به ما امکان می دهد تا نمایشی بصری از دیتا فریم ها (داده های تراز شده به شکل جدول ستون ها و ردیف ها) و سری ها (آرایه ای یک بعدی با برچسب با قابلیت نگهداری داده ها از هر نوعی) را خیلی سریعتر و راحت تر داشته باشیم.
Plotly : کتابخانه ای برای ایجاد نمودارهای تعاملی و چند بعدی است که روند تجزیه و تحلیل داده ها را با ارائه مصورسازی بهتر داده ها آسان می کند.
درک اصول Matplotlib
Figure: کل منطقه ای که همه چیز در آن ترسیم می شود. که می تواند شامل چندین نمودار باشد.
Axes: ناحیه ای که در آن نمودار کشیده می مثالی از نمودارهای میلهای شود در هر figure می توان چند axes داشت.
Axis: محور های هر نمودار را نشان می دهد (محور X و محور Y در شکل بالا ذکر شده است) در نمودار چند بعدی می توان بیش از دو محور در نمودار وجود داشته باشد.
Plot title: عنوان در مرکز بالای نمودار(axes) قرار می گیرد.
وارد کردن مجموعه داده
در این مقاله ، ما از مجموعه داده های Iris (به عنوان مثال) استفاده خواهیم کرد ، که رایگان است و معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد.
ما می توانیم این مجموعه داده را به دو روش وارد کنیم:
افزودن خط هدف به نمودار اکسل (به همراه فایل نمونه)
خیلی از مواقع هست که من و شما در هر زمینه ای که مشغول به کار هستیم برای خودمان یک هدف تعیین می کنیم . بعد شروع به تلاش می کنیم تا به این هدف یا اهداف خودمان برسیم .
فرض کنید که می خواهیم در بازه زمانی یک ماهه به یک هدف خاص برسیم . خیلی خوب است که اگر بتوانیم هر روز یک ارزیابی از میزان و مقدار پیشرفت خود داشته باشیم .
اینکه بدانیم هر روز چقدر در مسیر خودمان پیشرفت کرده ایم و اینکه به نحوی بتوانیم مقایسه کنیم هر روز خودمان را با روزهای قبل و در انتهای کار هم یک ارزیابی از کل مسیری که آمده ایم را در پیش رو داشته باشیم .
خبر خوبی که برای شما دارم این است که با استفاده از نرم افزار اکسل و مشخصا با استفاده از نمودارهای آن می توانیم یک همچین کاری را برای خودمان انجام دهیم .
یعنی می توانیم با ایجاد یک خط افقی بر روی نمودار خود که از آن بعنوان یک خط هدف استفاده کنیم تا میزان پیشرفت خود را بر مبنای این خط افقی که می شود از آن بعنوان یک نمودار هدف هم اسم برد بسنجیم .
من علیرضا شهرآئینی هستم و اگر که با من همراه باشید در آموزش امروزمان با عنوان نحوه افزودن خط هدف به نمودار اکسل شما را با تمامی نکاتی آشنا می کنم که با استفاده از آنها می توانید نمودار روزانه فعالیتهای خود را ایجاد کنید .
در مرحله بعد هم خواهید توانست یک خط افقی به نمودار خود اضافه کنید که از آن بعنوان خط هدف خود استفاده می کنید .
حالا به راحتی می توانید مقایسه کنید که در کجای راه به سر می برید .
بهتر hsj همین ابتدای کار نمونه ای از آنچه را که در انتهای این آموزش به آن خواهیم رسید را برای شما به نمایش بگذارم تا بهتر بتوانید برای ادامه این آموزش تصمیم گیری کنید .
پس از شما دعوت می کنم که همراه من باشید .
مثالی از کاربرد افزودن خط هدف به نمودار اکسل
اما اینکه منظور ما از خط هدف چیست و چه کاربردی می تواند برای ما داشته باشد را اجازه بدهید در همین ابتدای امر برای شما مشخص نمایم.
تصور نمایید که شما بعنوان مسئول یک فروشگاه هر روز می خواهید به یک درآمد معینی از فروش کالاهای خود دست یابید .
فرض کنید هدف این است که هر روز درآمد شما از فروش کالاها به عدد ۵۰۰ هزار تومان برسد .
پس این عدد یک هدف روزانه برای شما خواهد بود .
اما شما کار خود را از ابتدای روز شروع می کنید و در پایان شب درآمد خود را محاسبه می کنید .
در انتها به راحتی می توانید قضاوت نمایید که آیا به هدف فروش ۵۰۰ هزار تومانی خود در طول روز رسیده اید یا خیر .
و همین داستان برای تمامی ایام و روزهای هفته ادامه خواهد داشت .
به تدریج حجم و تعداد این اعداد و ارقام به اندازه ای گسترش می یابد که به سختی می توان آنها را با هم مقایسه نموده و تجزیه و تحلیل نمود .
اما امروز می خواهیم با هم به یک راه حل جالب برای این منظور بپردازیم .
این راه حل هم چیزی نیست جز ایجاد یک خط هدف و قرار دادن آن بر روی نموداری که از مقادیر فروش خود تهیه می کنیم .
با استفاده از این کار به راحتی و تنها با یک نگاه می توانیم متوجه شویم که در چه روزهایی به سطح تحقق هدف فروش خود رسیده ایم و در چه روزهایی به این خط افقی یا همان خط هدف نرسیده ایم .
و از این طریق و بدون اینکه خود را با اعداد و ارقام کوچک و بزرگ سردرگم نماییم به راحتی می توانیم نسبت به عملکرد خود قضاوت مطلوبی داشته باشیم .
پس با من همراه شوید تا مراحل ایجاد چنین نموداری را به شما آموزش دهم .
مراحل ایجاد و افزودن خط هدف به نمودار اکسل .
در قدم اول ما نیاز به یکسری دیتا داریم که با استفاده از آنها نمودار مورد نظر خود را ایجاد کنیم .
برای این منظور من از دیتاهای زیر استفاده می کنم .
این دیتاها مربوط به چند فروشنده و عملکرد مربوط به فروش هر کدام از آنها را به ما نمایش می دهد .
اکنون می خواهیم از این دیتاها یک نمودار تهیه کنیم.
اینکه نمودار مربوطه از چه نوعی باشد تفاوتی نمی کند و اما ترجیحا اگر از نمودار ستونی استفاده کنید خروجی بهتری خواهیم داشت .
بعنوان مثال من نمودار زیر را از این دیتاها تهیه کرده ام .
بسیار خوب فرض کنید که هدف فروش ما این بوده که تمامی فروشنده ها به مبلغ فروش ۱۰۰۰۰ دسترسی پیدا کنند .
هر چند که با کمی دقت در این نمودار هم می توانیم تشخیص دهیم که چه کسی به این مبلغ رسیده و چه کسی نرسیده است اما ما می خواهیم این هدف را برای همه متمایز کنیم تا قضاوت بصری بهتری داشته باشیم .
بنابراین در گام بعدی به سراغ اضافه نمودن خط هدف خود به این نمودار می رویم .
خواندن این مطلب را هم به شما پیشنهاد می کنم : ایجاد نمودار دینامیک در اکسل .
اضافه نمودن خط هدف در نمودار اکسل
گفتیم که مقدار عدد فروش ما در این مثال “۱۰۰۰۰” است . برای این که این مقدار را به نمودار خود اضافه کنیم مراحل زیر را باید دنبال کنیم .
۱ – ابتدا این مقدار را همانند تصویر زیر در ستون سوم از داده های خود در اکسل وارد نمایید .
حال باید مقادیر این ستون را نیز به نمودار خود اضافه نماییم .
برای این کار ابتدا بر روی نمودار خود کلیک راست کنید .
از منوی باز شده گزینه Select Data را انتخاب کنید .
اکنون در پنجره ای که برای شما به نمایش در می آید بر روی گزینه Add کلیک نمایید .
بعد از این کار کادری تحت عنوان Edit Series باز می شود .
در باکس اول از این کادر بر روی سلول C1 کلیک نمایید این کادر نام ستون اطلاعات را خواهد گرفت .
در باکس دوم هم محدوده C2:C14 را انتخاب نموده و بر روی Ok کلیک نمایید .
در پنجره قبلی نیز بر مثالی از نمودارهای میلهای روی Ok کلیک نمایید .
در انتها باید نموداری همانند تصویر زیر داشته باشید .
اکنون بر روی یکی از ستونهای نارنجی رنگ کلیک نمایید تا تمامی این ستونها به حالت انتخاب درآیند .
سپس بر روی یکی ازآنها کلیک راست نموده و گزینه نمایش داده شده در تصویر زیر را انتخاب نمایید .
و در پایان هم تنظیمی را که در تصویر زیر مشاهده می کنید را انجام دهید تا خط تحقق هدف برای شما ایجاد شود .
بعد از انجام این مراحل می توانید خطی را که به نمودار شما اضافه شده است را مشاهده نمایید .
این خط همان خطی است که از آن تحت عنوان خط هدف اسم می بریم .
در اینجا دیگر قضاوت کردن به سادگی یک نگاه کردن است است چرا که به سادگی می توان مقایسه کرد و تشخیص داد که چه کسی به خط هدف رسیده و یا اینکه چه کسی از هدف مورد نظر ما حتی عبور کرده است .
تشخیص اینکه چه کسی به هدف مورد نظر نرسیده هم چندان سخت نیست حتی اینکه چقدر با هدف مورد نظر فاصله دارد نیز به راحتی قابل تشخیص است .
من در این آموزش نهایت سعی خود را کردم که مطلب را به سادگی هر چه بیشتر برای شما بیان کنم . اما اگر احیانا در دریافت مفهوم این آموزش در داخل این متن به مشکل برخوردید می توانید بعنوان روشی جایگزین از ویدئو آموزشی زیر که در همین زمینه یعنی نحوه اضافه کردن یک خط هدف به نمودارهای اکسل صحبت می کند استفاده کنید .
در پایان برای دانلود فایل نمونه این آموزش می توانید فرم زیر را تکمیل نمایید تا لینک دانلود بلافاصله به ایمیل شما ارسال گردد .
این آموزش را تا انتها مطالعه نمودید .
چقدر از وقت شما صرف مطالعه این آموزش شد .
اما آیا می خواهید این آموزش را در قالب یک ویدئو ۱ دقیقه ای مشاهده کنید .
کافی است بر روی تصویر زیر کلیک نموده و در اینستاگرام ما به مشاهده ویدئویی این آموزش بپردازید .
نمودار پارتو
پارتو دیاگرامی است که به منظور طبقهبندی علل و مسائل بوجود آمده بکار گرفته میشود در ادامه کاربردها و مراحل تهیه نمودار پارتو آمده است.
نمودار پارتو
نمودار پارتو ، نمودار میلهای است که علل مشکلات و مسائل بهوجود آمده را با فراوانی آن مقایسه مینماید
تاریخچه
نام این نمودار از نام یک دانشمند علوم اجتماعی ایتالیایی به نام ویلفرد پارتو قرن 19 گرفته شده است بر اساس اصلی که در اقتصاد اجتماعی بیان نموده است 80 درصد نتایج و مسائل از 20 درصد علل ناشی میشوند.
به عبارت دیگر اگ چه برای مشکلات موجود علل بسیار زیادی میتواند وجود داشته باشد، ولی تعداد کمی از این علل اهمیت داشته و با رفع آنها میتوان بخش اعظم مسائل ا حل نمود به عنوان مثال:
- 80 در صد خطاها توسط 20 درصد کارکنان انجام میشود.
- ارزش 20% موجودیها معادل 80 درصد ارزش کل موجودیها است.
- در یک سمینار اموزشی 80 درصد یادگیری در 20 درصد از زمان کل سمینار رخ میدهد.
کاربرد نمودار پارتو
- طبقهبندی علل مختلف بوجودآمدن نتایج نامناسب
- درک بهتر برای ریشهیابی علل بروز مشکلات
- ابزاری برای بهبود و بهرهوری
- ابزاری است برای تعیین مهمترین و پرهزینهترین مشکلات
- تسهیل در فرآیند تصمیمگیری دادههای موجود
نحوه بکارگیری
- طبقه بندی دادهها میتواند بر اساس فراوانی
- طبقهبندی دادههای بر اساس ارزش مالی
ممکن است برخی از مسائل و علل فراوانی کمی داشته باشد اما ارزش مالی آنها زیاد باشد و یا بالعکس
تهیه نمودار پارتو
برای اجرای نمودا هشت مرحله زیرباید اجرا گردد:
1- تعیین محدوده زمانی
تعیین محدوده زمانی برای تهیه نمودار باید تصمیمگیری شود به عنوان مثال اشتباها واحد مالی را می توان ماهانه یا سالانه باشد در صورتی که سالانه باشد اشتباهات رخ داده در ماههای پر کار ممکن است پنهان باشد.
2- طبقهبندی دادهها
در زمان طبقه بندی باید به مثالی از نمودارهای میلهای این نکته توجه نمود که دادهها با هزینههیا مربوطه مقایسه خواهد شد در صورتی که طبقهبندی دادهها قابل اندازهگیری انباشد انجام دقیق این کار امکان پذیر نیست.
3- جمعآوری دادهها
طبقه بندی دادهها صورت گرفته و در کاربرگ دادههای مربوط به هر طبقه در محدوده زمانی مشخص شده ثبت میگردد.
4- شمارش و مرتب کردن دادهها
پس از جمعآوری دادهها در محدوده زمانی تعیین شده، تعداد دادههای مرتبط با هر طبقه مشخص و سپس طبقات به ترتیب بیشترین فراوانی مرتب میشوند
طبقهای که بیشترین تعداد دادهها را داشته باشد در ابتدا و سای طبقات نیز به ترتیب قرار خواهند گرفت.
5- رسم نمودار
دو محور عمود بر هم رسم شده و در محور عمودی فراوانی دادهها ثبت شده و در محور افقی طبقات انتخاب شده را نمایش میدهد.
6- تکمیل نمودار
در بالای هر طبقه مستطیلی به ارتفاع مقدار فراوانی دادهها در آن طبقه رسم شود در صورتی که تعداد دادههای برخی از طبقات یا ارزش مالی ناچیز باشد این گونه طبقات تحت عنوان ” سایر ” در مثالی از نمودارهای میلهای سمت راست طبقات رسم میشوند.
7- رسم خط تجمعی
این مرحله اختیاری است و به کمک آن میتوان سهم کلی هر یک از علل را مشاهده نمود.
به عنوان مثال در صورتی که فراوانی دسته اول 20 و فراوانی دسته دوم 5 باشد نقطه اول از ارتفاع 20 و نقطه دوم از در ارتفاع 25 قرار خواهد داشت و این عمل تا آخرین طبقه ادامه مییابد.
شیب خط موضوعات را بیان مینماید:
- شیب خط 45 درجه باشد یعنی هر یک از علل نقش یکسانی در مشکل داشته است.
- خط ابتدا صعودی و بعد افقی باشد یعنی تمام علتها در طبقات سمت چپ نمودار قرار میگیرند.
8- ثبت مشخصات نمودار
برای اینکه نمودار برای همگان قابل درک باشد مشخصات هر یک از مثالی از نمودارهای میلهای محورها به طور وضوح ثبت شده و اطلاعات زیر در نمودارها نوشته میشود:
- محدوده زمانی؛
- تایخ تهیه، نام تهیه کننده؛
- فراوانی هر یک از طبقات در بالای هر یک از مستطیلها مربوطه؛
- تعداد کل دادهها.
جهت اطلاع از نمودار علت مثالی از نمودارهای میلهای و معلول بر روی نمودار استخوان ماهی کلیک نمائید
این مطلب توسط مهندس پیام خرازیان گردآوری شده است
انتشار مطلب با ذکر منبع بلامانع است.
نمودار میله ای
بعدا میبینم 09:50
کلاس فارکس ، جلسه سوم (2) : نمودار میله ای و شمعی
کلاس فارکس ، جلسه سوم (2) : نمودار میله ای و شمعی
بعدا میبینم 08:07
نمودار میله ای و خط شکسته ریاضی هفتم فصل ۹ مدرس: اقای ممبینی
نمودار میله ای و خط شکسته ریاضی هفتم فصل ۹ مدرس: اقای ممبینی
بعدا میبینم 04:24
استاتا-آموزش رسم نمودار میله ای
استاتا-آموزش رسم نمودار میله ای
بعدا میبینم 02:53
آموزش نمودار میله ای و دایره ای ریاضی و آمار دهم ادبیات و علوم انسانی
آموزش نمودار میله ای و دایره ای ریاضی و آمار دهم ادبیات و علوم انسانی
بعدا میبینم 22:03
نمودار میله ای- نمودار دایره ای-سید عباس حکیمی- ریاضی دهم انسانی
نمودار میله ای- نمودار دایره ای-سید عباس حکیمی- ریاضی دهم انسانی
بعدا میبینم 09:35
آموزش MATLAB درس ۶۱: رسم نمودار میله ای
آموزش MATLAB درس ۶۱: رسم نمودار میله ای
بعدا میبینم 02:15
آمار- بخش اول – نمودار میله ای با مثال
آمار- بخش اول – نمودار میله ای با مثال
بعدا میبینم 08:11
آموزش تکپلات - رسم نمودار میله ای
آموزش تکپلات - رسم نمودار میله ای
بعدا میبینم 13:40
نمودار میله ای و خط شکسته - آمار و احتمال هفتم
نمودار میله ای و خط شکسته - آمار و احتمال هفتم
بعدا میبینم 32:55
پروژه ساخت نمودار میله ای به کمک WPF
پروژه ساخت نمودار میله ای به کمک WPF
بعدا میبینم 18:25
آموزش کامل رایتینگ تسک 1 آیلتس آکادمیک - نمودار میله ای
آموزش کامل رایتینگ تسک 1 آیلتس آکادمیک - نمودار میله ای
بعدا میبینم 02:54
ترسیم نمودار میله ای به سبکی متفاوت و جالب در اکسل
ترسیم نمودار میله ای به سبکی متفاوت و جالب در اکسل
بعدا میبینم 01:27
مثال برای نمودار میله ای
مثال برای نمودار میله ای
بعدا میبینم 08:31
رسم نمودار میله ای همراه با تصویر داینامیک
رسم نمودار میله ای همراه با تصویر داینامیک
بعدا میبینم 12:52
58-ریاضی پایه هفتم/فصل9/نمودار میله ای
58-ریاضی پایه هفتم/فصل9/نمودار میله ای
بعدا میبینم 03:08
رسم نمودار میله ای خوشه بندی شده در نرم افزار SPSS
رسم نمودار میله ای خوشه بندی شده در نرم افزار SPSS
بعدا میبینم 01:30
ویرایش و فیکس کردن نمودار میله ای
ویرایش و فیکس کردن نمودار میله ای
بعدا میبینم 00:51
نمایش نمودار میله ای در گزارش معین ترکیبی - نرم افزار آرتا - گزارشات حسابداری
نمایش نمودار میله ای در گزارش معین ترکیبی - نرم افزار آرتا - گزارشات حسابداری
بعدا میبینم 08:32
نمودار میله ای و خط شکسته- ریاضی هفتم- آمار- استاد سیفی
نمودار میله ای و خط شکسته- ریاضی هفتم- آمار- استاد سیفی
بعدا میبینم 02:42
نمودار میله ای و کرونا از حسنا عالی زاده پایه هشتم
نمودار میله ای و کرونا از حسنا عالی زاده پایه هشتم
بعدا میبینم 05:24
نمودار ميله اي در آمار-كي ميگه رياضي سخته
نمودار ميله اي در آمار-كي ميگه رياضي سخته
بعدا میبینم 03:11
نمودار میله ای و ستونی
نمودار میله ای و ستونی
بعدا میبینم 26:10
ریاضی دوازدهم انسانی،گام ها و نمودار میله ای و مستطیلی، ج8 ص 35-39_طالب پور
ریاضی دوازدهم انسانی،گام ها و نمودار میله ای و مستطیلی، ج8 ص 35-39_طالب پور
بعدا میبینم 08:46
حل مثال های جزوه نمودار میله ای و دایره ای
حل مثال های جزوه نمودار میله ای و دایره ای
بعدا میبینم 05:52
نمودار میله ای در matplot
نمودار میله ای در matplot
بعدا میبینم 15:50
آموزش EXCEL جلسه 73 ( نحوه رسم نمودار میله ای )
آموزش EXCEL جلسه 73 ( نحوه رسم نمودار میله ای )
بعدا میبینم 00:42
رسم نمودار میله ای در ورد
رسم نمودار میله ای در ورد
بعدا میبینم 08:44
ایجاد KPI با نمودار میله ای در اکسل
ایجاد KPI با نمودار میله ای در اکسل
بعدا میبینم 04:13
ریاضی - نمودار میله ای
ریاضی - نمودار میله ای
بعدا میبینم 04:55
نمایش اطلاعات پیشرفت واقعی روی نمودار میله ای
نمایش اطلاعات پیشرفت واقعی روی نمودار میله ای
بعدا میبینم 08:50
ریاضی هفتم فصل ۹ -نمودار میله ای- فعالیت صفحه ۱۱۳(آموزش رایگان)
ریاضی هفتم فصل ۹ -نمودار میله ای- فعالیت صفحه ۱۱۳(آموزش رایگان)
بعدا میبینم 05:00
مدارس جوانه های مشهد خانم ترکمن زاده نمودار میله ای یا ستونی ریاضی پایه سوم
مدارس جوانه های مشهد خانم ترکمن زاده نمودار میله ای یا ستونی ریاضی پایه سوم
بعدا میبینم 13:42
ریاضی وامار1،صفحه103،نمودار میله ای
ریاضی وامار1،صفحه103،نمودار میله ای
بعدا میبینم 09:30
ریاضی وامار1،صفحه100و101،تکلیف نمودار میله ای و دایره ای
ریاضی وامار1،صفحه100و101،تکلیف نمودار میله ای و دایره ای
بعدا میبینم 25:20
آموزش متلب- جلسه 23- رسم نمودار میله ای در متلب (متلب پلاس)
آموزش متلب- جلسه 23- رسم نمودار میله ای در متلب (متلب پلاس)
بعدا میبینم 03:06
رسم نمودار و مصور سازی دادهها در پایتون با استفاده از Matplotlib
پایتون زبانی فوقالعاده به منظور پردازش دادههای مختلف در حوزهی علم دادهها است. اکثر مجموعه دادههای موجود دارای تعداد زیادی مشخصه هستند که درک روابط میان آنها دشوار است. مصور سازی این دادهها راهی مناسب و مفید برای کمک به شناسایی الگوهای موجود در دادهها است و روشی رایج برای انتقال مفاهیم موجود در دادهها به کسانی است که با دادههای ما آشنا نیستند. هر زمان که ما با دادهها سر و کار داریم، مصور سازی آنها بخشی مهم در مراحل تجزیه و تحلیل دادهها محسوب میشود.
در این مقاله ما از کتابخانهی matplotlib در پایتون استفاده میکنیم که کتابخانهای بسیار رایج برای رسم نمودار است. در ادامه به صورت مختصر با قابلیتهای متنوع این کتابخانه آشنا میشویم تا بتوانیم نمودارهای مختلفی را با استفاده از آن رسم کنیم.
نصب Matplotlib
با استفاده از ابزار pip به راحتی میتوان این کتابخانه را نصب نمود:
پس از اجرای دستور بالا، این کتابخانه برای شما نصب شده و میتوانید از آن در برنامههای پایتون خود استفاده کنید.
ما در برنامههای خود تنها از ماژول pyplot در این کتابخانه استفاده میکنیم. بنابراین بهتر است در ابتدای تمام برنامههای خود این کتابخانه را به صورت زیر import کنیم:
به منظور ساده سازی کار با این ماژول در برنامه به آن نام plt نسبت دادیم.
رسم نمودار با استفاده از Matplotlib
همانطور که پیش تر اشاره شد، با استفاده از Matplotlib میتوان نمودارهای متنوعی رسم نمود. در ادامه چندین نمودار مختلف و رایج را با کمک این کتابخانه رسم خواهیم کرد.
Line Plots
در ابتدا قصد داریم یک نمودار خطی ساده رسم کنیم. بدین منظور دو لیست با نام های x و y ایجاد میکنیم؛ به طوری مقدار عناصر y برابر با مربع مقدار عناصر x است. سپس با استفاده از متدهای plot و show، به رسم نمودار میپردازیم. (برای راحتیِ کار تمامی کدها در Jupyter Notebook نوشته شده است.)
میتوان با استفاده از متدهای xlabel و ylabel به محورهای x و y در نمودار نامی اختصاص داد و با استفاده از متد title برای نمودار عنوانی مشخص کرد.
علاوه بر این موارد، کتابخانهی Matplotlib دارای امکانات بسیار زیاد دیگری نیز میباشد که با کمک آنها میتوانیم نمودار های خود را زیبا تر رسم کنیم. برای مثال در ادامه دو نمودار ساده را در یک صفحه مختصات رسم میکنیم و با بکار گیری امکانات موجود در Matplotlib آنها را متمایز از یکدیگر نشان داده و همچنین شرح نمودارها (legend) را نیز در طرح ترسیم شدهی خود نشان میدهیم.
در مثال بالا، با استفاده از marker مکانهای نقاط را نشان داده و با linestyle نحوه رسم خطوط را مشخص نمودیم. همچنین به هرکدام از نمودارهای رسم شده رنگی اختصاص دادهایم.
Scatter Plot
برای رسم نمودار پراکندگی مربوط به دادهها از متد scatter استفاده میشود. کار با این متد همانند کار با متد plot است و میتوان تنظیمات یکسانی برای آن در حین آماده سازی نمودار در نظر گرفت. در ادامه یک نمونه از نمودار پراکندگی با استفاده از کتابخانهی matplotlib رسم شده است.
همانطور که مشاهده میکنید، نحوهی رسم نمودار پراکندگی نیز تا حد زیادی همانند رسم یک نمودار خطی است.
Bar Chart
با استفاده از متد bar در کتابخانهی matplotlib، به سادگی میتوان یک نمودار میلهای ساده رسم نمود. در یک نمودار میلهای، در محور x نام متغیرها یا مشخصههای موجود در مجموعه دادهی ما قرار خواهد گرفت و در محور y بازهی مقادیر مشخص شده است. برای هر مشخصه، میلهای به اندازهی مقدار آن رسم میشود.
در مثال بالا ابتدا با استفاده از متد bar، مقادیر را به ترتیب مشخص کرده تا میلهای برای آنها در نظر گرفته شود. سپس با بکارگیری متد xticks، نام label هایی که مشخص شدهاند را برای مشخصههای محور x در نظر میگیریم.
Histogram Plot
نمودار هیستوگرام تا حدودی شبیه به نمودار میلهای است. با این تفاوت که از نمودار میلهای به منظور مقایسهی مقدار نمونههای مختلف استفاده شده، اما از نمودار هیستوگرام برای نشان دادن میزان توزیع مقادیر استفاده میشود. در مثال زیر یک نمودار هیستوگرام برای یک توزیع نرمال را مشاهده میکنید. در این مثال با کمک کتابخانهی numpy، هزار نمونه داده با میانگین ۵ و انحراف معیار ۳ تولید شده است.
در این مثال به صورت پیش فرض هزار نمونه داده به ۱۰ دسته در محور x تقسیم شدهاند. یعنی میزان مقادیر در ۱۰ بازهی مختلف نشان داده شده است. در صورتی که بخواهیم تعداد دستهها را بیشتر کرده تا واضح تر مقادیر را مشاهده کنیم، میتوانیم مقدار bins را در متد hist تغییر دهیم. همچنین با قرار دادن normed = True، مقادیر محور y را میتوان بر حسب درصد مشاهده نمود.
Pie Chart
با استفاده از کتابخانهی matplotlib میتوان نمودارهای دایرهای نیز ایجاد نمود. برای این کار از متد pie استفاده میشود. در مثال زیر یک نمودار دایرهای ساده با ۵ نمونه داده رسم شده است.
همانطور که مشاهده میکنید در نمودار دایرهای، مشخصههای مختلف بر اساس مقادیرشان، فضایی از دایره را اشغال کردهاند.
شما میتوانید تمامی کدهای نوشته شده را در یک فایل ipynb از اینجا دریافت کنید.
سایر قابلیتهای Matplotlib
کتابخانهی matplotlib قابلیت رسم سایر نمودارهای دیگر را نیز دارد. با استفاده از این کتابخانه میتوان به سادگی انواع نمودارها را تولید نمود. برای مشاهدهی نمودارهای مختلف میتوانید به اینجا مراجعه کنید. همچنین به منظور آشنایی با سایر متدهای pyplot میتوانید به اینجا مراجعه کرده و اطلاعات بیشتری در مورد آنها بدست آورید.
در این آموزش به طور خلاصه با برخی از قابلیتهای Matplotlib برای رسم نمودار آشنا شدیم. این کتابخانه یکی از پرکاربرد ترین کتابخانههای موجود در حوزهی علم دادهها است و جامعه کاربری بسیار بالایی دارد. با ترکیب این کتابخانه با کتابخانههایی مانند Numpy و یا Pandas میتوان مجموعه دادههای متفاوتی را به سادگی در نمودارهای مختلف نمایش دهیم. شما میتوانید مستندات کامل این کتابخانه را در اینجا مشاهده کنید.
دیدگاه شما