В этой статье мы подробно рассмотрим, как создавать и настраивать ступенчатые диаграммы в Matplotlib, уделяя особое внимание удалению вертикальных линий, которые часто встречаются в стандартных реализациях. Вы узнаете, как добиться желаемого внешнего вида графика и эффективно визуализировать данные.
Что такое ступенчатая диаграмма и когда ее использовать?
Определение и применение ступенчатых диаграмм
Ступенчатая диаграмма (step chart, график ступенями, график перехода, график лестница) – это тип графика, который отображает данные в виде последовательности горизонтальных и вертикальных линий, образующих «ступеньки». Обычно используется для визуализации данных, изменяющихся дискретно или представляющих собой кумулятивные значения. Matplotlib step chart полезен при отображении функций, определенных кусочно, или для визуализации данных, где важны моменты изменений значений.
Преимущества и недостатки использования ступенчатых диаграмм
Преимущества:
-
Подчеркивают моменты изменений значений.
-
Хорошо подходят для визуализации кумулятивных данных.
-
Могут быть полезны для представления дискретных процессов.
Недостатки:
-
Могут быть менее интуитивными для восприятия, чем другие типы графиков.
-
Вертикальные линии по умолчанию могут визуально загромождать график. Удаление этих линий – тема данной статьи.
Создание базовой ступенчатой диаграммы в Matplotlib
Использование функции plt.step() для построения графика
Функция plt.step() в Matplotlib является основным инструментом для создания ступенчатых диаграмм. Она принимает координаты x и y данных и строит график ступенями.
Подготовка данных для ступенчатой диаграммы
Для начала работы необходимо подготовить данные в виде списков или массивов NumPy. Пример:
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x = np.arange(10)
y = np.random.randn(10).cumsum()
plt.step(x, y)
plt.show()
Этот код создаст базовую ступенчатую диаграмму с вертикальными линиями по умолчанию.
Удаление вертикальных линий на ступенчатой диаграмме
Использование параметра where для изменения стиля графика
Параметр where функции plt.step() позволяет контролировать положение ступеней и, соответственно, наличие или отсутствие вертикальных линий. Он принимает три значения: 'pre', 'post', и 'mid'.
-
'pre': Ступень начинается перед точкой данных. -
'post': Ступень заканчивается после точки данных. -
'mid': Ступень центрируется относительно точки данных (создает вертикальные линии).
Чтобы убрать вертикальные линии, можно использовать 'pre' или 'post'. Выбор зависит от того, какой стиль отображения данных вам больше подходит.
Примеры кода с различными значениями параметра where
Пример 1: where='pre'
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x = np.arange(10)
y = np.random.randn(10).cumsum()
plt.step(x, y, where='pre')
plt.show()
В этом случае горизонтальный отрезок ступени предшествует вертикальной линии (которой нет).
Пример 2: where='post'
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x = np.arange(10)
y = np.random.randn(10).cumsum()
plt.step(x, y, where='post')
plt.show()
Здесь горизонтальный отрезок ступени следует за вертикальной линией (которой нет).
Настройка внешнего вида ступенчатой диаграммы
Изменение цвета и толщины линий
Как и для других типов графиков в Matplotlib, можно изменять цвет и толщину линий с помощью параметров color и linewidth (или lw).
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x = np.arange(10)
y = np.random.randn(10).cumsum()
plt.step(x, y, where='post', color='red', linewidth=2)
plt.show()
Добавление заголовков, меток осей и легенды
Для улучшения читаемости графика добавьте заголовок, метки осей и, при необходимости, легенду.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x = np.arange(10)
y = np.random.randn(10).cumsum()
plt.step(x, y, where='post', color='red', linewidth=2, label='Ступенчатый график')
plt.xlabel('Ось X')
plt.ylabel('Ось Y')
plt.title('Ступенчатая диаграмма без вертикальных линий')
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.show()
Заключение
В этой статье мы рассмотрели, как создавать и настраивать ступенчатые диаграммы в Matplotlib, акцентируя внимание на удалении вертикальных линий с помощью параметра where. Вы научились настраивать внешний вид графика и добавлять необходимые элементы для его информативности. Ступенчатые диаграммы – мощный инструмент для визуализации данных, и умение их настраивать позволит вам представлять информацию в наиболее подходящем виде.