Pycharm Matplotlib： Python 之可視化神器

一、入門介紹

在技術領域，圖形是非常有用的表達方式之一。Python 的可視化庫 Matplotlib，可以使得開發者很方便地展示數據、圖表等信息。Matplotlib 有大量的功能，可以完成各種類型的圖表，包括折線圖、柱狀圖、餅狀圖等等。下面，我們來介紹如何安裝 Matplotlib 以及如何在 PyCharm 中使用。

首先需要指出的是，PyCharm 自帶有 Matplotlib 庫。但是有一些特定的情況下仍然需要安裝 Matplotlib。

二、Pycharm 中導入 Matplotlib 庫

PyCharm 中導入 Matplotlib 庫，只需要在項目中按如下代碼進行操作：

import matplotlib.pyplot as plt

這段代碼將 Matplotlib 導入，並且用 plt 作為別名。這一步是必須的，因為 Matplotlib 常常被稱為 plt。

三、折線圖的繪製

在 PyCharm 中使用 Matplotlib 前，需要先導入 Numpy 庫。Numpy 是 Python 中最基礎的科學計算庫，是 Matplotlib 的基石。下面我們來繪製一個簡單的折線圖。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 自變數
x = np.linspace(0, 10, 100)

# 因變數
y = np.sin(x)

# 繪製折線圖
plt.plot(x,y)

# 展示圖像
plt.show()

運行代碼，即可在圖像窗口中看到繪製的折線圖，如下圖所示：

四、圖像保存

在 PyCharm 中使用 Matplotlib 還可以將圖像保存到本地。使用 plt.savefig() 函數，即可將繪製好的圖像保存在本地，示例如下所示：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 自變數
x = np.linspace(0, 10, 100)

# 因變數
y = np.sin(x)

# 繪製折線圖
plt.plot(x,y)

# 保存圖像
plt.savefig('figure.png')

運行代碼，即可在當前文件夾下生成一個名為figure.png的圖像。

五、條形圖的繪製

除了折線圖，Matplotlib 還可以繪製其他類型的圖像，比如條形圖。下面我們用 np.random 模塊生成五個隨機值，並以這五個值作為條形圖的高度繪製出圖表。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 生成數據
data = np.random.rand(5)

# 定義x軸標籤
labels = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E']

# 繪製條形圖
plt.bar(labels, data)

# 展示圖像
plt.show()

運行代碼後，即可在圖像窗口中看到繪製好的條形圖，如下圖所示：

六、餅狀圖的繪製

除了折線圖和條形圖，Matplotlib 還可以繪製餅狀圖。下面我們用 np.random 模塊生成三個隨機值，並以這三個值作為餅狀圖的大小繪製出圖表。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 生成數據
data = np.random.rand(3)

# 定義標籤
labels = ['A', 'B', 'C']

# 繪製餅狀圖
plt.pie(data, labels=labels)

# 展示圖像
plt.show()

運行代碼後，即可在圖像窗口中看到繪製好的餅狀圖，如下圖所示：

七、總結

在本文中，我們介紹了 PyCharm 中 Matplotlib 的基礎知識，包括 Matplotlib 庫的導入、折線圖、條形圖、餅狀圖的繪製，以及圖像的保存等。這些基礎知識將為後續更高級的 Matplotlib 編程打下堅實的基礎。