【Python初心者】Matplotlibの基本的な使い方まとめ

Pythonでグラフを描画するときによく使われるライブラリに「Matplotlib」があります。
この記事では、学習の記録として、Matplotlibの基本的な使い方をまとめておきます。

✅ Matplotlibのインストール

まずは、ライブラリをインストールする必要があります。

pip install matplotlib

✅ 基本の流れ（共通の使い方）

Matplotlibでは、以下のような流れでグラフを描いていきます。

1. import matplotlib.pyplot as plt で読み込む
2. fig, ax = plt.subplots() で図と軸（描画領域）を作る
3. ax.plot() などでグラフを描画
4. plt.show() で表示

import matplotlib.pyplot as plt

x = [1, 2, 3]
y = [4, 5, 6]

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y)
ax.set_title("Basic Line")
ax.set_xlabel("X軸")
ax.set_ylabel("Y軸")
plt.show()

（実行結果：基本的な折れ線グラフが表示されます）

✅ 折れ線グラフ（plot）

fig, ax = plt.subplots()
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [10, 20, 15, 25, 30]

ax.plot(x, y)
ax.set_title("Line Graph")
ax.set_xlabel("X")
ax.set_ylabel("Y")
plt.show()

✅ 棒グラフ（bar）

fig, ax = plt.subplots()
labels = ['A', 'B', 'C', 'D']
values = [23, 45, 56, 78]

ax.bar(labels, values)
ax.set_title("Bar Graph")
ax.set_xlabel("Category")
ax.set_ylabel("Value")
plt.show()

✅ 円グラフ（pie）

import matplotlib.pyplot as plt

labels = ['Python', 'Java', 'C++', 'Ruby']
sizes = [40, 30, 20, 10]

plt.pie(sizes, labels=labels, autopct='%1.1f%%')
plt.title("Pie Chart")
plt.show()

✅ 散布図（scatter）

fig, ax = plt.subplots()
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [5, 7, 4, 6, 8]

ax.scatter(x, y)
ax.set_title("Scatter Plot")
ax.set_xlabel("X")
ax.set_ylabel("Y")
plt.show()

✅ ヒストグラム（hist）

import numpy as np

data = np.random.normal(0, 1, 1000)

fig, ax = plt.subplots()
ax.hist(data, bins=30)
ax.set_title("Histogram")
ax.set_xlabel("Value")
ax.set_ylabel("Frequency")
plt.show()

✅ 箱ひげ図（boxplot）

import numpy as np

data = [np.random.normal(0, 1, 100),
        np.random.normal(1, 1.5, 100),
        np.random.normal(2, 0.5, 100)]

fig, ax = plt.subplots()
ax.boxplot(data)
ax.set_title("Box Plot")
ax.set_xlabel("Group")
ax.set_ylabel("Value")
plt.show()

✅ 複数のグラフを並べる（複数Axes）

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y1 = [1, 4, 9, 16, 25]
y2 = [25, 16, 9, 4, 1]

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2, figsize=(10, 4))

ax1.plot(x, y1)
ax1.set_title("Graph 1")

ax2.plot(x, y2)
ax2.set_title("Graph 2")

plt.tight_layout()
plt.show()

✅ グラフを画像として保存（savefig）

x = [1, 2, 3, 4]
y = [3, 7, 2, 9]

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y)
ax.set_title("Save Graph")

plt.savefig("sample_graph.png")  # カレントディレクトリに保存
plt.close()

✅ 軸の範囲を指定する（xlim / ylim）

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [10, 20, 30, 40, 50]

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y)
ax.set_xlim(0, 6)
ax.set_ylim(0, 60)
ax.set_title("Set Axis Range")
plt.show()

✅ まとめ

• グラフの描画は基本的に fig, ax = plt.subplots() から始めると管理しやすい
• グラフの種類には plot, bar, pie, scatter, hist, boxplot などがある
• 複数のグラフを並べたいときは subplots() を使って複数の ax を作る
• グラフの保存は savefig()、軸調整は set_xlim(), set_ylim()

今回はMatplotlibの基本グラフを一通りまとめました。
次回は凡例や色のカスタマイズ、スタイル設定なども学んでいきたいと思います。