使用matplotlib製作“折線圖”：pyplot.plot()/給多組數據添加解釋圖標/放大座標軸部分區間

之前的文章是《入門操作：創建畫布／調整子圖／創建“AXES軸域”》:link.
本文將介紹“折線圖”相關內容

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plt.plot()函數中的參數非常多，書寫參數的方式也不同，下面列出幾種常見的參數書寫形式：
（1）plot(X,Y)
（2）plot(X,Y,LineSpec)
（3）plot(___,Name,Value)

其中（2）和（3）是兩種設置線型，符號，顏色等參數的不同方式；區別在於（2）中的LineSpec參數只有三部分內容（線型，數據標記符號和顏色，且線點顏色不能區分），而（3）中的“Name,Value”參數則可以分別定義各個“Name”的值（可以設置的內容更多）

• LineSpec參數描述：一個字符串，分別表示線型、標記和顏色
  
  
  
• Name,Value參數描述(不區分大小寫)：

（1） ‘Color’ - 線條顏色
（2）‘LineStyle’ - 線型
（3）‘LineWidth’ - 線條寬度，默認值0.5
（4） ‘Marker’ - 標記符號
（5）‘MarkerSize’ - 標記大小
（6）‘MarkerEdgeColor’ - 標記輪廓顏色
（7）‘MarkerFaceColor’ - 標記填充顏色

• 畫一組數據

（1）XY值分別是一個點：直線

# 兩點直接的直線
from matplotlib import pyplot as plt
plt.plot([1,2],[8,9])
plt.show()

（2）XY值分別是一個向量，要求長度一致：折線

# 一條折線，由（X1，Y1），（X2，Y2）畫到（Xn,Yn）
from matplotlib import pyplot as plt
X = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
Y = [10, 12, 12, 10, 14, 22, 24]
plt.plot(X, Y)
plt.show()

• 畫多組數據

（1）X是一個矩陣(n*m)，Y是一個向量(n個元素)：m條折線，使用相同的Y值，對應不同的X

解釋：這聽起來可能有點繞，但是我們可以想像成多組X值，和一組Y值，即：
X1=（x1,x2,x3,x4,x5…）
X2=（x1,x2,x3,x4,x5…）
X3=（x1,x2,x3,x4,x5…）
Y = （y1,y2,y3,y4,y5…）
分別使用plt.plot()函數畫：(X1，Y)，（X2，Y），（X3，Y）
不同的是，我們只是將X1，X2，X3以列的方向寫成矩陣的形式

from matplotlib import pyplot as plt
X = [[0,1,4],[3,5,7],[4,7,10],[6,10,15]]
Y = [0,1,2,3]
plt.plot(X,Y)
plt.show()

（2）X是一個矩陣(nm)，Y也是一個矩陣要求大小一致(nm)：列列對應，m條折線

from matplotlib import pyplot as plt
X = [[6,10,15],[3,5,7],[8,7,10]]
Y = [[2,1,3],[9,2,6],[7,3,9]]
plt.plot(X,Y)
plt.show()

• 給多組數據添加解釋圖標

# 兩個參數：一個以字符串爲元素的列表（有幾組內容列幾個名字）；圖標顯示的位置
# ！！！需要注意的是，多組數據的操作實際上都是通過Y來標記X的列，所以命名數據標示時，名字應該就是X矩陣中的每列的名稱
plt.legend(['Column1', 'Column2'...], loc=6,fontsize=12)

# 其中loc參數含義：
	0	best
	1	upper right
	2	upper left
	3	lower left
	4	lower right
	5	right
	6	center left
	7	center right
	8	lower center
	9	upper center
	10	center

• 放大折線圖的部分樣子

#  plt.axis([min_x,max_x,min_y,max_y])兩軸展示最小值到最大值之間的圖形

x = [0, 1, 2, 3, 4]
y = [0, 1, 4, 9, 16]
plt.plot(x, y)
plt.axis([0, 3, 2, 5])
plt.show()

# 設置座標軸邊界 xlim ylim
plt.xlim(min_x, max_x)
plt.ylim(min_y, max_y)

• 陰影：plt.fill_between()函數

其中單個必填參數，一個選填參數：
（1）X軸
（2）y軸的下限：設置陰影區域的底部
（3）y軸的上限：設置陰影區域的頂部
（4）alpha = n ：取之在（0，1）表示陰影的透明度

from matplotlib import pyplot as plt

months = range(12)
month_names = ["Jan", "Feb", "Mar", "Apr", "May", "Jun", "Jul", "Aug", "Sep", "Oct", "Nov", "Dec"]
revenue = [16000, 14000, 17500, 19500, 21500, 21500, 22000, 23000, 20000, 19500, 18000, 16500]

plt.plot(months,revenue)
ax=plt.subplot()
ax.set_xticks(months)
ax.set_xticklabels(month_names)

y_lower=[i-0.1*i for i in revenue]
y_upper=[i+0.1*i for i in revenue]
plt.fill_between(months,y_lower,y_upper,alpha=0.2)

plt.show()