怎么使用Python matplotlib.pyplot.hist()绘制直方图

bjzhanghao 2022年11月07日编程语言 190 0

一、matplotlib.pyplot.hist()语法

hist(x, bins=None, range=None, density=False,weights=None, cumulative=False,  
bottom=None, histtype='bar', align='mid', orientation='vertical', rwidth=None, 
 log=False, color=None, label=None, stacked=False, *, data=None, **kwargs)

plt.hist( 
    x,# 指定要绘制直方图的数据 
    bins,# 设置长条形的数目 
    range,# 指定直方图数据的上下界，默认包含绘图数据的最大值和最小值（范围） 
    density=True or False, # 如果"True"，将y轴转化为密度刻度 默认为None 
    weights,# 该参数可为每一个数据点设置权重 
    cumulative=True or False,# 是否需要计算累计频数或频率 默认值False 
    bottom=0, # 可以为直方图的每个条形添加基准线，默认为0 
    histtype={'bar', 'barstacked', 'step', 'stepfilled'} # 设置样式 
               # bar柱状形数据并排，默认值。 
               # barstacked在柱状形数据重叠并排（相同的在一起） 
               # step柱状形颜色不填充  
               # stepfilled填充的线性 
    align='mid' or 'left' or 'right', # 设置条形边界值的对其方式，默认为mid，除此还有'left'和'right' 
    orientation={'vertical', 'horizontal'},# 设置直方图的摆放方向，默认为垂直方向vertical 
    rwidth,# 设置直方图条形宽度的百分比 
    log=True or False,# 是否需要对绘图数据进行log变换 默认值False 
    color='r',# 设置直方图的填充色 
    label, # 设置直方图的标签 
    stacked=True or False, # 当有多个数据时，是否需要将直方图呈堆叠摆放，默认False水平摆放； 
    facecolor,# 设置长条形颜色(和color效果一致，设置color就不用再设置facecolor) 
    edgecolor,# 设置边框的颜色 
    alpha # 设置透明度   
) 
# 注意组距，得到满意的展示效果 
# 注意y轴所代表的变量是频数还是频率

二、绘制直方图

①绘制简单直方图

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
# bins设置长条形的数目 
plt.hist(data,bins=10) 
  
plt.show()

②：各个参数绘制的直方图

（1）histtype参数（设置样式bar、barstacked、step、stepfilled）

1. bar：柱状形数据并排（因为bar是默认值，可以不写）

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10) 
  
plt.show()

2. barstacked：在柱状形数据重叠并排（相同的在一起）

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,histtype='barstacked') 
  
plt.show()

3. step：柱状形颜色不填充

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,histtype='step') 
  
plt.show()

4. stepfilled：生成一个默认填充的线图

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,histtype='stepfilled') 
  
plt.show()

（2）range参数（指定直方图数据的上下界，默认包含绘图数据的最大值和最小值（范围））

不想显示数据全部范围，只想查看数据某一个范围内的数据。（例：下图数据范围为140~180之间，只想查看150~170之间的数据)

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,histtype='bar',range=(150,170)) 
  
plt.show()

（3）orientation参数（设置直方图的摆放位置，vertical垂直方向 horizontal水平方向，默认值：vertical垂直方向）

垂直方向（默认垂直，可以不写）：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10) 
  
plt.show()

horizontal水平方向：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,orientation='horizontal') 
  
plt.show()

（4）density参数（bool值，True：将坐标轴转化为密度刻度，默认值：None）

直方图为垂直方向时，观察y轴：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,density=True) 
  
plt.show()

直方图为水平方向时，观察x轴：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,orientation='horizontal',density=True) 
  
plt.show()

（5）weights参数（为每个数据点设置权重）

直方图为垂直方向时，观察y轴：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,weights=data) 
  
plt.show()

直方图为水平方向时，观察x轴：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,orientation='horizontal',weights=data) 
  
plt.show()

（6）cumulative参数（bool值，是否需要计算累计频数或频率，默认值：False）

频数：指事件发生的次数

频率：指次数占总次数n的比例

频率=频数/n

直方图为垂直方向时：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,cumulative=True) 
  
plt.show()

直方图为水平方向时：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,orientation='horizontal',cumulative=True) 
  
plt.show()

（7）bottom参数（为直方图添加基准线）

直方图为垂直方向时，观察y轴：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,bottom=170) 
  
plt.show()

直方图为水平方向时，观察x轴：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,orientation='horizontal',bottom=170) 
  
plt.show()

（8）align参数（设置条形边界值的对其方式，mid、left、right，默认值：mid）

mid（默认值可以不写）：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10) 
  
plt.show()

left：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,align='left') 
  
plt.show()

right：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,align='right') 
  
plt.show()

（9）rwidth参数（设置直方图条形宽度的百分比）

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,rwidth=0.5) 
  
plt.show()

（10）log参数（bool值，对绘图数据进行log变换默认值：False）

直方图为垂直方向时，观察y轴：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,log=True) 
  
plt.show()

直方图为水平方向时，观察x轴：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist(data,bins=10,orientation='horizontal',log=True) 
  
plt.show()

（11）stacked参数（bool值，当有多个数据时，是否需要将直方图呈堆叠摆放，默认值：False水平摆放）

stacked=False时：（水平摆放）

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
x=np.random.randint(140,180,200) 
y=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist([x,y], bins=10) 
  
plt.show()

stacked=True时：（堆叠摆放）

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
x=np.random.randint(140,180,200) 
y=np.random.randint(140,180,200) 
  
plt.hist([x,y], bins=10,stacked=True) 
  
plt.show()

（12）直方图所有参数展示：

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
plt.rcParams['font.sans-serif']=['FangSong'] 
  
fig=plt.figure(figsize=(8,8)) 
data=np.random.randint(140,180,200) 
  
# data数据 
# bins设置长条形的个数 
# histtype设置样式 barstacked：在柱状形数据重叠并排（相同的在一起） 
# range显示范围 
# cumulative累计频数 
# align设置边界对齐值为中心对齐 
# orientation设置摆放方向为horizontal水平方向 
# rwidth设置长条形宽度的百分比为20 
# color设置长条形的填充颜色为#FFB6C1 
# label设置直方图的标签 
# edgecolor设置长条形边框线为#FFD700 
# alpha设置长条形的透明度为0.5 
# density=True 长条形呈水平方向：density将x轴转换为密度刻度  长条形呈垂直方向：density将y轴转换为密度刻度 
# weights=data为每个数据点设置权重 
# bottom设置基准线为15000 
# log=True是否对数据进行log转换 
plt.hist(data,bins=10,histtype='barstacked',range=(140,170),cumulative=True,align='mid',orientation='horizontal',rwidth=20,color='#FFB6C1', 
        label='数量',edgecolor='#FFD700',alpha=0.5,weights=data,bottom=10000,log=False) 
  
plt.xticks(size=20) # x轴刻度值大小 
plt.yticks(size=20) # y轴刻度值大小 
  
plt.title('hist',size=30) # 设置直方图标签 
plt.xlabel('x轴',size=15) # 设置x轴标签 
plt.ylabel('y轴',size=20) # 设置y轴标签 
  
plt.rcParams.update({'font.size':20})  # 修改图例字体大小 
  
plt.legend() 
plt.show()

三、在直方图上画折线图

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
  
x=np.random.normal(100,15,10000) 
y=np.random.normal(80,15,10000) 
  
# density=True设置为密度刻度 
n1, bins1, patches1 = plt.hist(x, bins=50,  density=True, color='#00B8B8', alpha=1) 
n2, bins2, patches2 = plt.hist(y, bins=50,  density=True, color='r', alpha=0.2) 
  
plt.plot(bins1[:-1],n1,':',lw=3) 
plt.plot(bins2[:-1],n2,'--',lw=3) 
  
plt.show()