python

【python】グラフ作成する【→プログラミング初心者向け】

9月 12, 2019

creating graph on python
プログラム学生
pythonで数式を書けるのは知ってるけど、グラフ表示ってできるんですか!?
できるよ。レンタルサーバなどのLinuxサーバの場合は、手持ちのPCにグラフを転送するために、Xウインドウの仕組みを使う必要があるけど、ここではpythonのグラフ作成の方法について説明するね。
Tommy

pythonでグラフ作成する概要

summary of creating graph

この記事では、pythonを使ったグラフを描く方法を説明します。

これによって、日頃の業務や作業の中である数式が分かりグラフ作成する、あるいは、グラフを描いた方が理解しやすいと言った場合があった時に、その数式データに基づいてグラフを描くことができます。

pythonでグラフ作成する前提の環境

environment of creating graph

pythonでグラフを描く(プロット)する前提の環境は、下の記事で説明している私の環境と同じ環境で確認しています。

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レンタルサーバなどのLinuxサーバを使っている場合は、下の記事でプログラミングする環境の作り方を説明しています。

もし、まだプログラムする環境ができていない方は、先にこちらの記事を読んで、プログラミングできる環境をつくることをおすすめします。

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グラフを描く為のライブラリmatplotlibと数式を扱う為のライブラリnumpyをインストールしています。

  • matplotlibライブラリ
$ pip freeze | grep matplotlib
matplotlib==1.3.1
  • numpyライブラリ
$ pip freeze | grep numpy
numpy==1.8.2

pythonでグラフ作成するサンプルプログラム

sample program of creating graph on python

ライブラリのインポート

上の手順でインストールしたライブラリを、今から作るソースコードにインポートします。

ここでは、numpyライブラリをnpmatplotlibライブラリのpyplotというモジュールをnpという名前でインポートすることにします。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

グラフ作成の関数の定義

この関数は、1つ目グラフを変数xのSinカーブy_sin、2つ目のグラフを変数xのCosカーブ y_cos、3つ目のグラフを変数xのTanカーブy_tan、4つ目のグラフは、3つ目のy_tanをランダムで出力するy_randomと定義します。

plt.show()で作成したグラフを描画しますが、Linuxでターミナルを使ってpythonファイルを実行している場合、この描画には、Xwindowなどのウインドウシステムが別途必要になります。

Xwindowのウインドウシステムについては、下記の記事で説明していますので、こちらを読んでください。

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def create_multi_plot():

    x = np.linspace(0, 5*np.pi, 100)

    y_sin = np.sin(x)
    y_cos = np.cos(x)

    # 1つ目のグラフ
    plt.subplot(2,2,1)
    plt.plot(x, y_sin, label="sin")
    plt.legend()

    # 2つ目のグラフ
    plt.subplot(2,2,2)
    plt.plot(x, y_cos, label="cos")
    plt.legend()

    # 3つ目のグラフ
    plt.subplot(2,2,3)
    y_tan = np.tan(x)
    plt.plot(x, y_tan, label="tan")
    plt.legend()

    # 4つ目のグラフ
    plt.subplot(2,2,4)
    y_random = np.random.randn(len(y_tan))
    plt.plot(x, y_random, label="random")
    plt.legend()

    # 全てのグラフの描画
    plt.show()

定義した関数の呼び出し処理

ここでは、上記で定義した4つのグラフを描く関数create_multi_plot()の呼び出しを行い、グラフを描く例を記載しています。

if __name__ == '__main__':
  create_multi_plot()

処理の結果

処理の結果が下記のグラフになります。上下左右に4つのグラフを表示できています。

result of creating graph on python

上のグラフは、Linuxサーバーで計算した結果をWindowsPCにXウインドウという仕組みを使って、画面転送したものです。

Xウインドウの詳細は下記の記事で説明していますので、合わせて読んでください。

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pythonのその他「初心者向け」技術

other technique for python beginner

この記事では、pythonを使ったグラフを描く方法を説明しました。

グラフを描く以外にも、pythonプログラムの「基礎知識」を下記の記事にまとめています。

それぞれの記事には、実行可能なサンプルプログラムを掲載しています。プログラムの動作をご自身で確認することができます。

是非、下記の記事も合わせて読んで、「知識」としてだけではなく、「手」でpythonを覚えていきましょう。

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