はじめに

今回はPythonのmatplotlibライブラリを使ってグラフを作成したいと思います。

matplotlibとは

一言で言うと、Pythonのグラフ描画ライブラリです。
matplotlibを使うことによって、グラフの描画やデータの可視化を行うことができます。
折れ線グラフや棒グラフ、散布図、ヒストグラフなど様々なグラフを作成することができます。

より詳しく学習したい方は公式ページも合わせて見て下さい。
実際の例を見ることでより理解が深まりますので興味のある方は参考にして頂ければと思います。

ゴール

今回のゴールは数学で習ったような簡単なグラフを描画することです。
それだけじゃ面白くないかもしれませんが、あと2つか3つの記事を合わせて最終的にはTwitterのAPIを使ってTweetを抽出して、好きな画像でWordCloudを用いて可視化することを最終的なゴールと考えてます。
そのためのステップと思って下さい。

環境

macOS Ventura 13.0.1
Google Colaboratory

Matplotlibのインストール

Matplotlibのインストールはpipコマンドを用いて、下記のコマンドでインストール出来ます。

pip install matplotlib

Jupyter Notebookをお使いの方は、起動したNotebookのセルに、下記コマンドでインストールすることが出来ます。
pipの頭に!マークをつけて実行するだけでインストールできるのは便利ですね。

!pip install matplotlib

Google Colabを使っている方は最初から入っているのでimportするだけです。
他にはどんなライブラリが入ってるのか知りたい場合はノートブック上で、
下のコードを打ってみて下さい、

!pip list

このコマンドで最初からインストールされているPythonモジュールを確認できます。

グラフ

このグラフは誰もが見たことがあるのではないでしょうか。
一次関数です。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.arange(0, 5, 0.1)
y = 2 * x

plt.plot(x, y)
plt.show()

上記のコードを実行すると、

図のようなグラフが表示されます。
学校で見たことありますよね。

コードをみていくと、

x = np.arange(0, 5, 0.1)

ここで0〜5までの数字を0.1刻みで生成するという意味になります。
どのように刻むかは次の

y = 2 * x

です。

plt.plot(x, y)
plt.show()

最後の2行はプロットの作成と作成したプロットの描画を意味しています。

まとめ

今回はシンプルなグラフでしたが、棒グラフなど様々なグラフを作成できるので色々試してみて下さい。
データを読み込んでグラフ化もできますし、使い方はいっぱいあると思います。
二次関数や三次関数などももちろんできるのですが、二次関数はギリギリ公式を覚えてますが、
三次関数はもう自力では解けないですね。