2. 繪製線條圖

如何繪製線條

matplotlib.pyplot模組可使用plot()方法進行繪製線條，接著再呼叫show()方法來顯示繪圖結果，plot()方法語法如下：

plt.plot(x座標串列, y座標串列, [參數1, 參數2, …])

plot()方法除了x座標串列和y座標串列為必要參數之外，還有下表五個常用的選擇性參數可以使用。

plot 方法參數	說明
color	設定線條的顏色，預設值為藍色。
linewidth 或 lw	設定線條的寬度，預設值為 1.0。
linestyle 或 ls	設定線條的顯示樣式，常用的設定值有「-」實線、「--」虛線、「-.」虛點線、「:」點線，預設值為「-」實線。
label	設定圖例代表的名稱。此屬性必須執行 legend() 方法才會顯示指定的圖例名稱。
marker	設定線條端點的標記樣式。常用屬性值如下： 1. ".", "o", "*"：依序代表點、圓、星樣式。 2. "v", "^"：依序代表正倒三角形。 3. "<", ">"：依序代表左右三角形。 4. "s"：矩形。 5. "p"：五角形。 6. "h", "H"：依序代表小六邊形與大六邊形。 7. "d", "D"：依序代表小鑽石形與大鑽石形。 8. "+"、"x"：依序代表 + 與 X。
markersize 或 ms	設定線條端點的標記大小。

[簡例] (檔名:plt01.py)
練習使用 matplotlib.pyplot模組的 plot()方法製 2016年~2022年的產品銷售量
圖表,指定圖例說明如下:

1. listX座標串列由 2016年〜2022年。
2. listY座標串列由0〜100000。
3. 設定線條顏色為藍色、以虛點線顯示、線條寬度為4,線條代表圖例名稱為 Sales volume

[結果]

程式碼: plt01.py

import matplotlib.pyplot as plt
 
listX = [2016, 2022]
listY = [0, 100000]
 
plt.plot(listX, listY, color='blue', ls='-.', lw=4, label="Sales volume")
plt.legend()
plt.show()

說明

1. 第3,4行: listX與listY座標串列只設定兩個資料,但圖表座標間距會自動分配。
2. 第6行: 使用plot()方法進行繪製線條,依據listX與listY的數值,並指定線條顏色為藍色、線條以虛點線顯示、線條寬度為4,線條代表圖例名稱為「Sales volume」。
3. 第7行:執行legend()方法,才能顯示label 所指定的線條代表圖例名稱 Sales volume
4. 第8行:執行show()方法顯示繪圖結果。

IPython Console 無法顯示圖表的解決方式

當執行繪製圖表程式時，若出現下圖虛框處訊息且未出現圖表，這是因為Spyder預設的IPython Console視窗(主控台)不會顯示圖表。

要讓IPython Console視窗(主控台)顯示圖表操作步驟如下:

1. Step1 開啟Plots視窗
   執行功能表的【Window/Panes/Plots】項目開啟Plots 視窗。(讓Plots 項目前有勾選表示已開啟該視窗。)
   

2. Step2 取消Mute inline plotting 功能
   接著切換到Plots 視窗,並按下該視窗功能表並取消「Mute inline plotting」功能,最後再執行程式即可在IPython Console 視窗顯示圖表。
   

如何在圖表中顯示中文

matplotlib預設無法在圖表中顯示中文，當在上例圖例說明指定「歷年銷售量」，結果會如下圖虛框處無法顯示中文：

若要解決中文顯示的問題，只要在程式碼開頭撰寫如下敘述，將圖表預設使用的字體換成標楷體(字型的英文名DFKai-SB)即可：

font = {'family' : 'DFKai-SB'}  
plt.rc('font', **font) # pass in the font dict as kwargs

[簡例] 延續上例將線條的圖例說明改成「歷年銷售量」,並可正常顯示中文。 (檔名:plt02.py)

[結果]

程式碼: plt02.py

import matplotlib.pyplot as plt
# 建立font字體物件，DFKai-SB表示指定字體為標楷體
font = {'family' : 'DFKai-SB'}  
# 指定plt繪製圖表的字體物件為font，因為圖表的字體會以標楷體呈
plt.rc('font', **font) # pass in the font dict as kwargs
 
listX = [2016, 2022]
listY = [0, 100000]
 
plt.plot(listX, listY, color='blue', ls='-.', lw=4, label="歷年銷售量")
plt.legend()
plt.show()

在Plots 視窗右邊會出現繪製圖表的縮圖,在縮圖上按一下可以切換顯示的圖表,按右鍵會出現快顯功能表,可以執行指令來管理圖表。

如何設定圖表標題、座標標題與座標範圍

圖表另外還提供下表的方法讓開發人員可以設定圖表標題、座標標題與座標範圍等，讓瀏覽者可能瞭解圖表所代表的意義。

matplotlib.pyplot 模組方法	說明
title	設定圖表標題。
xlabel	設定 x 座標標題。
ylabel	設定 y 座標標題。
xlim	設定 x 座標範圍。寫法：plt.xlim(起始值, 終止值)
ylim	設定 y 座標範圍。寫法：plt.ylim(起始值, 終止值)
grid(True)	設定是否顯示網格線，預設不顯示網路線。 顯示網格線寫法：plt.grid(True) 不顯示網格線寫法：plt.grid(False)

[簡例] 繪製 2017~2022年的 iPhone 歷年銷售量的圖表。圖表X座標(年)範圍 2016~2023年,Y座標(銷售量)範圍0~110000,線條端點樣式設為*,指定圖表標題為「手機歷年銷售量」。 (檔名:plt03.py)

[結果]

程式碼: plt03.py

import matplotlib.pyplot as plt
font = {'family' : 'DFKai-SB', 'size':'13'}  
plt.rc('font', **font) 
 
listX = [2017, 2018, 2019, 2020, 2021, 2022]
listY = [43000, 31000, 70500, 68000, 85000, 24000]
plt.plot(listX, listY, color='blue', ls='--', lw=1,
         marker='*', label="iPhone歷年銷售量")
 
plt.title("手機歷年銷售量")
plt.xlim(2016, 2023)
plt.ylim(0, 110000)
plt.xlabel('年度')
plt.ylabel('銷售量')
plt.legend()
plt.show()

[簡例] (檔名:plt04.py)

繪製2017~2022年手機的歷年銷售量圖表,產品有iPhone、ASUS、Google;線條模式依序設為虛線(—)、虛點線(-.)與實線(-);線條顏色依序指定為藍、紅、綠;線端點樣式依序為圓、星、矩形。圖表X座標(年)範圍 2016-2023年,Y座標(銷售量)範圍0~110000,指定圖表標題為「手機歷年銷售量」。

[結果]

程式碼: plt04.py

import matplotlib.pyplot as plt
font = {'family' : 'DFKai-SB'}  
plt.rc('font', **font) 
 
listIYearX = [2017, 2018, 2019, 2020, 2021, 2022]
 
listIPhoneY = [43000, 31000, 70500, 68000, 85000, 24000]
plt.plot(listIYearX, listIPhoneY, color='blue', ls='-',  lw=2, 
        marker="o",ms=10, label="iPhone")
 
listAsusY = [23000, 36000, 40500, 58000, 65000, 44000]
plt.plot(listIYearX, listAsusY, color='red', ls='-.', lw=2,
         marker="*",ms=10,  label="ASUS")
 
listGoogleY = [13000, 26000, 50500, 68000, 75000, 54000]
plt.plot(listIYearX, listGoogleY, color='green', ls='-', lw=2, 
         marker="s",ms=10, label="Google")
 
plt.title("手機歷年銷售量")
plt.xlim(2016, 2023)
plt.ylim(0, 110000)
plt.xlabel('年度')
plt.ylabel('銷售量')
plt.legend()
plt.show()

說明

1. 第5行:指定listIYearX串列當做2017~2022年。
2. 第6~7行:畫iPhone手機歷年銷售量的線條。
3. 第9-10行:畫ASUS手機歷年銷售量的線條圖。
4. 第12~13行:畫Google手機歷年銷售量的線條圖。

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相關主題與延伸閱讀

• 1. matplotlib 套件：複習 matplotlib 套件的安裝與匯入方式。
• 3. 繪製柱狀圖：同樣使用座標串列繪圖，可比較 plot() 與 bar() 方法的差異。
• 4. 繪製圓餅圖：延伸學習另一種常見的圖表呈現方式。
• 1. 何謂串列：繪圖所需的 x、y 座標資料，通常都是以串列的方式儲存。