PythonのMatplotlibインターフェース

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リファレンス

詳細は公式クイックスタートガイドとAPIインターフェースを参照してください。

準備

pip install -U pip
pip install matplotlib

コーディングスタイル

matplotlibを始めるには2つのスタイルがあります。

  • オブジェクト指向（OO）スタイル
    • OOインターフェースまたは明示的インターフェースとも呼ばれます。
  • pyplotスタイル
    • pyplotインターフェースまたは暗黙的インターフェースとも呼ばれます。
    • 対話モードまたは短い簡単なスクリプト用。

OOスタイルは以下の通りです:

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

data_x = np.array([0, 1, 2, 3, 4])
data_y = np.array([1, 2, 3, 5, 8])

# Option 1
fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(data_x, data_y)

# Option 2 (same as option 1)
fig = plt.figure()
ax = fig.subplots()
ax.plot(data_x, data_y)

pyplotスタイルは以下の通りです:

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

data_x = np.array([0, 1, 2, 3, 4])
data_y = np.array([1, 2, 3, 5, 8])

# Same as the OO-style
plt.plot(data_x, data_y)

img

Figureオブジェクト内の複数のAxesオブジェクト

Figureオブジェクトが複数のAxesオブジェクトを持つ場合、暗黙的なpyplotスタイルは複雑です。バグを引き起こす可能性があります。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

data_x = np.array([0, 1, 2, 3, 4])
data_y = np.array([1, 2, 3, 5, 8])

# The implicit interface
# Two axes objects with one row and two columns
# was generated in a figure.
# The pyplot interface refers to the first axes.
plt.subplot(1, 2, 1)
plt.plot(data_x, data_y)

# Switch to the second one.
plt.subplot(1, 2, 2)
plt.plot(np.flipud(data_x), data_y) # Invert x-axis

# The interface needs to switch to the first axes again
# when adding some elements like a xlabel to it.
plt.subplot(1, 2, 1)
plt.xlabel('X-axis 0')

# Switch again
plt.subplot(1, 2, 2)
plt.xlabel('X-axis 1')

# Other way of writing
for i in range(1, 3):
    plt.subplot(1, 2, i)
    plt.xlabel(f'X-axis {i- 1}')

一方、明示的なOOインターフェースは同じことを行うのがはるかに簡単です。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

data_x = np.array([0, 1, 2, 3, 4])
data_y = np.array([1, 2, 3, 5, 8])

# The explicit style
fig, axs = plt.subplots(1, 2)

axs[0].plot(data_x, data_y)
axs[1].plot(np.flipud(data_x), data_y) # Invert x-axis

axs[0].set_xlabel('X-axis 0')
axs[1].set_xlabel('X-axis 1')

# Other way
for i in range(2):
    axs[i].set_xlabel(f'X-axis {i}')

img

明示的インターフェースにおける「subplots()」

import matplotlib.pyplot as plt

# fig: a instance of the Figure object
# ax: a instance of the Axes object in the fig
fig, ax = plt.subplots()

# fig: a instance of the Figure object
# ax: a list of the Axes objects with 3 rows and 2 columns in the fig
fig, axs = plt.subplots(3, 2)