2.2　Matplotlib可视化库

在做完数据分析后，有时需要将分析结果展示出来，这便离不开Python可视化工具。Matplotlib是Python中的一个2D绘图工具，是另外一个绘图工具Seaborn的基础包。

2.2.1　初识Matplotlib

Matplotlib最早是为可视化癫痫病人脑皮层电图的相关信号而研发的，因为它在函数的设计上参考了MATLAB，所以叫作Matplotlib。在开源社区的推动下，当前各科学计算领域基于Python的Matplotlib都得到了广泛应用。Matplotlib的原作者John D. Hunter博士是一名神经生物学家，2012年不幸因癌症去世。

由于Matplotlib也是Python的第三方库，因此需要另外安装：

安装完成后，我们来查看Matplotlib版本，代码如下：

通过Matplotlib，开发者仅需要几行代码，便可以生成绘图，如折线图、散点图、柱状图、饼图、直方图、子图等。Matplotlib使用NumPy进行数组运算，并调用一系列其他的Python库来实现硬件交互。

【例2-11】　Matplotlib基本操作。

运行程序，效果如图2-1所示。

提示：Matplotlib还提供了一个名为pylab的模块，其中包括许多NumPy和pyplot模块中的对象，每个Axes(ax)对象都是一个拥有自己坐标系统的绘图区域，Matplotlib对象如图2-2所示。

如图2-2所示，整个图像是Figure（fig）对象。我们的绘图中只有一个坐标系区域，也就是Axes（ax）。每个ax对象都是一个拥有自己坐标系统的绘图区域。如图2-3所示为Matplotlib的绘图结构图。

表2-5为图像内部各个组件的内容。

注意：我们可以把fig想象成Windows的桌面，桌面可以有多个。这样，Axes就是桌面上的图标，Subplot也是图标，它们的区别在于Axes是自由摆放的图标，甚至可以相互重叠，而Subplot是“自动对齐到网格”的图标。但它们本质上都是图标，也就是说，Subplot内部其实也调用Axes，只不过规范了各个Axes的排列罢了。

小技巧：Matplotlib中文显示。

使用Matplotlib时我们会发现，有时图例等设置无法正常显示中文，原因是Matplotlib库中没有中文字体。添加如下代码即可实现中文显示。

2.2.2　Matplotlib经典应用

利用NumPy与Matplotlib，绘制两个高斯分布。

【例2-12】　绘制两个高斯分布。

运行程序，效果如图2-4所示。

下面尝试绘制饼状图，当前存在3种动物数据，分别为鸭、狗、猪，各自占比为27%、20%和 53%。在数据分析中往往不能只简单地绘制表格，为了更好地观察数据，需要将数据进行可视化展示。

【例2-13】　绘制饼状图。

运行程序，效果如图2-5所示。

除基本的饼状图外，此演示还显示了一些可选功能，如切片标签、自动标记百分比、用“爆炸”来偏移切片、下拉阴影，以及自定义起始角度功能。