Matplotlib 美しいグラフの描画

#実行環境

• Python 3.6.8
• Matplotlib 3.1.2

#はじめに
matplotlibのスタイルには、
pyplot API と オブジェクト指向APIの2つがあり、pyplot APIは通常、オブジェクト指向APIよりも柔軟性が低くなる。

Pyplot tutorial

#例１：折れ線グラフの描画

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# データの作成
def func(x):
    return 100*x*(1-x)

x1 = np.arange(0,1.01, 0.01)
y1 = func(x1)
x2 = np.arange(0, 1.1, 0.1)
y2 = x2 * 20

単純に折れ線グラフを描画する．

#　グラフの描画
plt.plot(x1, y1)
plt.plot(x2, y2)
plt.show()

ここに，軸のラベルと凡例を追加する．

# X軸、Y軸のラベル
plt.xlabel('X-AXIS')
plt.ylabel('Y-AXIS')

# グラフの描画
plt.plot(x1, y1, label='LABEL1')
plt.plot(x2, y2, label='LABEL2')

# 凡例
plt.legend()

# 表示
plt.show()

さらに，軸ラベル，目盛り，凡例の文字サイズを拡大する．

# サイズ変更
plt.figure(figsize=(6,4))

# X軸、Y軸のラベル
plt.xlabel('X-AXIS',fontsize=24,fontfamily='Times New Roman')
plt.ylabel('Y-AXIS',fontsize=24,fontfamily='Times New Roman')

# 目盛りを内側に向ける
plt.tick_params(direction='in',labelsize=16)

# グラフの描画
#   マーカーの種類は 'o': 円, 'D': ひし形, 's': 正方形
plt.plot(x1, y1, label='LABEL1', c='blue', linewidth=2)
plt.plot(x2, y2, label='LABEL2', c='red', linewidth=2, marker='o', markersize=10)

# 凡例
leg = plt.legend(
    loc='upper left',  #位置 lower/center/upper, left/center/right で指定
    fontsize=18, # フォントサイズ
    ncol=1, # 列数を指定
    fancybox=False, # Trueだと角が丸くなる, デフォルトはTrue
    edgecolor='black' # 境界線の色
)
leg.get_frame().set_alpha(1.0) # 凡例の矩形を不透明にする, デフォルトは半透明になっている

# 表示
plt.show()

さらにさらに，拡張性を考慮してsubplotを用いる．

# サイズ変更
fig = plt.figure(figsize=(6,4))
ax = plt.subplot(111)

# X軸、Y軸のラベル
ax.set_xlabel('X-AXIS',fontsize=24,fontfamily='Times New Roman')
ax.set_ylabel('Y-AXIS',fontsize=24,fontfamily='Times New Roman')

# 目盛りを内側に向ける
ax.tick_params(direction='in',labelsize=16)

# グラフの描画
#   マーカーの種類は 'o': 円, 'D': ひし形, 's': 正方形
ax.plot(x1, y1, label='LABEL1', c='blue', linewidth=2)
ax.plot(x2, y2, label='LABEL2', c='red', linewidth=2, marker='o', markersize=10)

# 凡例
leg = plt.legend(
    loc='upper left',  #位置 lower/center/upper, left/center/right で指定
    fontsize=18, # フォントサイズ
    ncol=1, # 列数を指定
    fancybox=False, # Trueだと角が丸くなる, デフォルトはTrue
    edgecolor='black' # 境界線の色
)
leg.get_frame().set_alpha(1.0) # 凡例の矩形を不透明にする, デフォルトは半透明になっている
# グリッド線の表示，　デフォルトでは透明度0%, ラインスタイルを破線にする
ax.grid(alpha=0.2,ls='--')

# 表示
fig.show()
fig.savefig('subplot',bbox_inches='tight')