大学のレポートのグラフを matplotlib で描く

1年間 matplotlib を使ってレポートを提出してきた unyacat.iconうにゃです．

この記事では大学指定のスタイルのグラフを描画する方法を紹介する記事です．合格しているので信頼はあると思います．

また，いっとりうむtwoooooda.icon が書いたレポート用グラフ作成が簡単＆便利！「ngraph」の使い方もあるので合わせて見てみてください．

matplotlib とは

Python のグラフ描画ライブラリです

無料です．

どうして matplotlib を利用するの？

メリット

100% スクリプトで動く．Excelみたいに(?)GUIでイライラすることがない．

一度グラフの設定を構築すればその部分のコピペだけで以後設定不要．

Pythonを使ってデータ操作が可能

環境に依存しない

Python/matplotlib/numpyがついでに勉強できてなんと無料

デメリット

ぐぐり力が試される

2軸グラフとか近似曲線を描くのが癖がある

必要なもの及び環境

CSV形式のデータ

お試しでこのデータを使います．

環境構築されたパソコン(私のは多分古いが一応下に...)

code:Python

>> sys.version

'3.7.7 (default, Mar 10 2020, 15:43:33) \nClang 11.0.0 (clang-1100.0.33.17)'

code:matplotlib

>> import matplotlib

>> matplotlib.__version__

'3.1.2'

code:pandas

>> import pandas as pd

>> pd.__version__

'1.0.3'

code:numpy

>> import numpy as np

>> np.__version__

'1.18.1'

実際にやってみる

必要なことはコメントで書いています．

code:Python

import pandas as pd

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np

# データを読み込む

df = pd.read_csv('物質の電気伝導 - シート1.csv')

x = list(map(float, df"K".values))

y = list(map(float, df"ρ".values))

# 基本このあたりをいじるだけでいい

## 軸ラベル(TeX の記法が使えます)

x_label = "温度 $(K)$"

y_label = "電気抵抗率 $(\\rho)$"

## 軸の上限

x_lim = (0, 300) # 左が 0，右が 300

y_lim = (0, 0.0005) # 下が 0, 上が 0.0005

# 目盛りの打つ場所を操作する

# 小数点で目盛りを打ちたいときはリスト内包表記で割り算をしてやるときれいに実装できる

# y_ticks = i/10000 for i in range(0, 6, 1)

# グラフ設定(変更がいらないところ)

plt.rcParams'font.family' = 'sans-serif'

plt.rcParams'font.sans-serif' = 'Hiragino Maru Gothic Pro', 'Yu Gothic', 'Meirio', 'Takao', 'IPAexGothic','IPAPGothic', 'VL PGothic', 'Noto Sans CJK JP'

plt.rcParams'xtick.direction' = 'in'

plt.rcParams'ytick.direction' = 'in'

plt.rcParams'xtick.major.width' = 1.0

plt.rcParams'ytick.major.width' = 1.0

plt.rcParams'font.size' = 8

plt.rcParams'axes.linewidth' = 1.0

plt.gca().yaxis.set_tick_params(which='both', direction='in', bottom=True, top=True, left=True, right=True)

plt.gca().xaxis.set_tick_params(which='both', direction='in', bottom=True, top=True, left=True, right=True)

plt.xlabel(x_label)

plt.ylabel(y_label)

plt.ylim(y_lim)

plt.xlim(x_lim)

# plt.xticks(x_ticks)

# plt.yticks(y_ticks)

# グラフに点を打つ

plt.scatter(x, y, marker="o", color="black")

# 指数表記にする(あんまり使わないけど一応)

plt.gca().ticklabel_format(style="sci", scilimits=(0,0), axis="y")

# 比例しているように見えるので(いつもの)最小二乗法を適用．y = ax + b

a, b = np.polyfit(x, y, 1)

# 最小二乗法の線を引く

## 点追加(直線をグラフの端から端まで引きたいので適当な点を追加して線を伸ばす)

x += 0

## 最小二乗法の線を引くための下準備

y2 = a * np.array(x) + b

## 線を引く

plt.plot(x, y2, color='black')

## 直線の式をグラフに書く

plt.text(x3, y-10, "$\\rho$ = 1.92 $\\times 10^{-6}$ K - 9.60 $10^{-5}$")

# 保存する

plt.savefig('plt.png')

plt.show()

できた画像はこれ

https://gyazo.com/b9c876ffcb195eac4acf8fc96b995926

決められた要件

目盛りは内向き．全方向から書く．はみ出さない．

小数点以下余計な0を書かない (0.50 とはならない)

軸説明の向き，場所．

が守られているはずです．

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