Matplotlib備忘録 (小林未知数)

基本的な使い方

Axesは慣れるのに時間がかかりそう

                import matplotlib.pyplot as plt
                fig=plt.figure()
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot([1,2],[1,2])
                plt.show()

点を打つ

                import matplotlib.pyplot as plt
                fig=plt.figure()
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot([1,2],[1,2],marker="o")

線のスタイルを変える

                import matplotlib.pyplot as plt
                fig=plt.figure()
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot([1,2],[1,2],linestyle="dashed",color="tab:orange")

dashedではなくNoneとすれば線が消える

線の太さ、点の大きさを変える

                import matplotlib.pyplot as plt
                fig=plt.figure()
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot([1,2],[1,2],marker="o",linewidth=3,markersize=15)

軸に名前を付ける

                import matplotlib.pyplot as plt
                fig=plt.figure()
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot([1,2],[0,24])
                ax.set_xlabel("day",labelpad=5)
                ax.set_ylabel("hour",labelpad=10)

labelpadは軸からどれだけ離すか（省略可）

サイズと範囲指定

                import matplotlib.pyplot as plt
                fig=plt.figure(figsize=(10,4))
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot([1,2],[1,2])
                ax.set_xlim(1,5)
                ax.set_ylim(0,3)

凡例を付ける

                import matplotlib.pyplot as plt
                import numpy as np
                t=np.linspace(0,10,100)
                fig=plt.figure()
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot(t,np.sin(t),label="sin(t)")
                ax.plot(t,np.cos(t),label="cos(t)")
                ax.legend()

任意の場所に文字を入れる

transform=ax.transAxesを付けると、グラフ上の座標ではなく、グラフ枠に対する座標を指定できる。

                import matplotlib.pyplot as plt
                import numpy as np
                t=np.linspace(0,10,100)
                fig=plt.figure()
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot(t,np.sin(t),label="sin(t)")
                ax.text(0.02,0.95,"(a)",transform=ax.transAxes)
                ax.set_xlabel("t")

左右の軸を使う

                import matplotlib.pyplot as plt
                import numpy as np
                t=np.linspace(0,10,100)
                fig=plt.figure()
                ax1=fig.add_subplot(111)
                ax1.plot(t,np.sin(t),color="tab:blue")
                ax1.set_xlabel("t")
                ax1.set_ylabel("sin(t)")
                ax2=ax1.twinx()
                ax2.plot(t,np.tan(t),color="tab:orange")
                ax2.set_ylim(-10,10)
                ax2.set_ylabel("tan(t)")

左右の軸を使い、共通の凡例を付ける

                import matplotlib.pyplot as plt
                import numpy as np
                t=np.linspace(0,10,100)
                fig=plt.figure()
                ax1=fig.add_subplot(111)
                ln1=ax1.plot(t,np.sin(t),color="tab:blue",label="sin(t)")
                ax1.set_xlabel("t")
                ax1.set_ylabel("sin(t)")
                ax2=ax1.twinx()
                ln2=ax2.plot(t,np.tan(t),color="tab:orange",label="tan(t)")
                ax2.set_ylim(-10,10)
                ax2.set_ylabel("tan(t)")
                ln=ln1+ln2
                lab=[l.get_label() for l in ln]
                ax2.legend(ln,lab,loc=4)

loc=1 (右上), 2 (左上), 3 (左下), 4 (右下)

ファイルの保存
dvipngとcm-superをインストールしておく
```
                sudo apt update
                sudo apt install cm-super
                sudo apt install dvipng
```
```
              plt.savefig("hoge.pdf")
```
余白を最小にするには
```
                plt.savefig("hoge.pdf",bbox_inches="tight",pad_inches=0)
```
pad_inchesは0にするとpngなどのときにぎりぎり切れることがある。その場合小さい値を入れる。透明を背景にするにはtransparent=Trueを入れる。

文字関連

LaTeX仕様

                import matplotlib.pyplot as plt
                import numpy as np
                t=np.linspace(0,5,100)
                fig=plt.figure()
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot(t,np.exp(-t)*np.sin(t))
                ax.set_title(r"$x=e^{-t} \sin 5t$")
                ax.set_xlabel(r"$t$")
                ax.set_ylabel(r"$x$")

完全LaTeX仕様

                import matplotlib as mpl
                import matplotlib.pyplot as plt
                import numpy as np
                t=np.linspace(0,5,100)
                mpl.rc("text",usetex=True)
                mpl.rcParams["text.latex.preamble"]= r"\usepackage{cmbright,amsmath,amssymb}" 
                fig=plt.figure()
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot(t,np.exp(-t)*np.sin(t))
                ax.set_title(r"$x=e^{-t} \sin 5t$")
                ax.set_xlabel(r"$t$")
                ax.set_ylabel(r"$x$")

フォントサイズの変更

                import matplotlib as mpl
                import matplotlib.pyplot as plt
                import numpy as np
                t=np.linspace(0,5,100)
                mpl.rcParams["font.size"]=16
                fig=plt.figure()
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot(t,np.exp(-t)*np.sin(t))
                ax.set_title(r"$x=e^{-t} \sin 5t$")
                ax.set_xlabel(r"$t$")
                ax.set_ylabel(r"$x$")

日本語を使用する

                import matplotlib as mpl
                import matplotlib.pyplot as plt
                import numpy as np
                t=np.linspace(0,5,100)
                mpl.rcParams["font.family"]="IPAexGochic"
                fig=plt.figure()
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot(t,np.exp(-t)*np.sin(t))
                ax.set_title(r"$x=e^{-t} \sin 5t$のグラフ")
                ax.set_xlabel("時間")
                ax.set_ylabel("減衰振動")

LaTeX仕様で日本語を使用する

                import matplotlib as mpl
                import matplotlib.pyplot as plt
                import numpy as np
                t=np.linspace(0,5,100)
                mpl.rc("text",usetex=True)
                mpl.rcParams["text.latex.preamble"]= r"\usepackage{cmbright,amsmath,amssymb}" r"\usepackage[whole]{bxcjkjatype}" 
                fig=plt.figure()
                ax=fig.add_subplot(111)
                ax.plot(t,np.exp(-t)*np.sin(t))
                ax.set_title(r"$x=e^{-t} \sin 5t$のグラフ")
                ax.set_xlabel("時間")
                ax.set_ylabel("減衰振動")

データ読み込み

バイナリファイルの読み込み

                import numpy as np
                f=open("hoge.bin")
                data=np.fromfile(f,dtype="f8",sep="")

アスキーファイルの読み込み
アスキーファイルはnumpy.loadtxtやnumpy.genfromtxtよりもpandas.read_tableの方が割と賢く読み込んでくれる気がする。必要であればその後、numpy.arrayで配列に。
```
                import numpy as np
                import pandas as pd
                data=pd.read_table("hoge.dat",sep="\s+",header=None)
                data=np.array(data)
```