【matplotlib】グラフの装飾やスタイルの変更方法【まとめ】

2021-01-072022-05-05

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matplotlibを使っていると、細かい関数をよく忘れませんか？
私はよく忘れてしまいそのたびに調べてしまうので、グラフで使う基本操作をまとめてみました。

この記事で分かること

matplotlibでの細かい装飾方法が分かる

この記事のサンプルコード

データフレームからグラフ作成方法は、下記をご参照ください。

ライブラリのインポート

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import japanize_matplotlib
%matplotlib inline

必要なライブラリをインポートします。japanize_matplotlibはグラフ描写の際に文字化け防止用のライブラリです。

インストールは

pip install japanize-matplotlib
conda install japanize-matplotlib

でお願いします。

タイトル・ラベル・凡例のつけ方

タイトル

plt.title(タイトル名)

グラフにタイトルを追加する場合はplt.title("タイトル名")でタイトル名を記入します。

x = ["朝","昼","夕","夜"]
y = [36.5,36.2,37.5,37.2]

plt.plot(x, y)
plt.title("2021-01-05の体温")

軸ラベル

plt.xlabel(ラベル名)
plt.ylabel(ラベル名)

それぞれX軸、Y軸に対応しています。
軸ラベルを追加する場合は引数に名称を追加します。

x = ["朝","昼","夕","夜"]
y = [36.5,36.2,37.5,37.2]

plt.plot(x, y)
plt.title("2021-01-05の体温")
plt.ylabel("体温(℃)")

凡例

plt.plot(x, y, label="ラベル名")
plt.legend(loc="表示位置")

プロットする際にラベル名を指定しておき、plt.legend()で表示します。
plt.legend()の引数:locで任意の位置に表示できます。

引数を指定しない場合は、最適な位置に調整してくれます。

locの引数	right（左）	center（中央）	left（右）
upper（上）	upper right	upper center	upper left
center（中央）	center right	center	center left
lower（下）	lower right	lower center	lower left

x = ["朝","昼","夕","夜"]
y_c = [36.5,36.2,37.5,37.2]
y_f = [36.2,36.5,36.8,36.3]
y_m = [35.8,35.9,36.2,36.5]

plt.plot(x, y_c, label="子")
plt.plot(x, y_f, label="父")
plt.plot(x, y_m, label="母")

plt.title("2021-01-05の体温")
plt.ylabel("体温(℃)")

plt.legend(loc="upper left")

フォントサイズ・グラフカラーの変更

フォントサイズ

plt.title(title, fontsize=サイズ)

fontsizeで大きさを数字で指定します。
タイトル以外にも、ラベルや凡例のサイズの変更も可能です。

x = ["朝","昼","夕","夜"]
y_c = [36.5,36.2,37.5,37.2]
y_f = [36.2,36.5,36.8,36.3]
y_m = [35.8,35.9,36.2,36.5]

plt.plot(x, y_c, label="子")
plt.plot(x, y_f, label="父")
plt.plot(x, y_m, label="母")

plt.title("2021-01-05の体温", fontsize=20)
plt.ylabel("体温(℃)")

グラフカラー

plt.plot(x, y, color=色の指定)

colorで色の指定が可能です。
引数のcolorはcと短縮可能で、一部の色も短縮表記可能です。

plt.plot(x, y, c="r")

色の名前以外にも、カラーコードやRGB表記が可能。

文字	色
‘b’	blue
‘g’	green
‘r’	red
‘c’	cyan
‘m’	magenta
‘y’	yellow
‘k’	black
‘w’	white

x = ["朝","昼","夕","夜"]
y_c = [36.5,36.2,37.5,37.2]
y_f = [36.2,36.5,36.8,36.3]
y_m = [35.8,35.9,36.2,36.5]

plt.plot(x, y_c, label="子", color="red")
plt.plot(x, y_f, label="父", color="orange")
plt.plot(x, y_m, label="母", color="blue")

plt.title("2021-01-05の体温", fontsize=20)
plt.ylabel("体温(℃)")

線のスタイル・太さ・透明度の変更

線のスタイル

plt.plot(x, y, linestyle="線の種類")

linestyleで線の種類を指定できます。
引数名はlsと省略可能です。

文字	名前	説明
‘-‘	solid	実線
‘–‘	dashed	破線
‘-.’	dash-dot	一点鎖線
‘:’	dotted	点線

x = ["朝","昼","夕","夜"]
y_c = [36.5,36.2,37.5,37.2]
y_f = [36.2,36.5,36.8,36.3]
y_m = [35.8,35.9,36.2,36.5]

plt.plot(x, y_c, linestyle="solid", label="solid")
plt.plot(x, y_f, ls="--", label="dashed")
plt.plot(x, y_m, ls=":", label="dotted")

plt.title("2021-01-05の体温", fontsize=20)
plt.ylabel("体温(℃)")
plt.legend()

線の太さ

plt.plot(x, y, linewidth=線の太さ)

linewidthで線の太さを指定できます。
引数名はlwと省略でき、数値で太さを指定します。

x = ["朝","昼","夕","夜"]
y_c = [36.5,36.2,37.5,37.2]
y_f = [36.2,36.5,36.8,36.3]
y_m = [35.8,35.9,36.2,36.5]

plt.plot(x, y_c, linewidth=10, label="10 width")
plt.plot(x, y_f, lw=5, label="5 width")
plt.plot(x, y_m, lw=1, label="1 width")

plt.title("2021-01-05の体温", fontsize=20)
plt.ylabel("体温(℃)")
plt.legend()

透明度

plt.hist(data, alpha=透明度)

alphaで透明度を指定できます。
主にヒストグラムのグラフで使われますが、他のグラフでも使用可能です。

透明度は0～1の間で指定します。

np.random.seed(250)
x1 = np.random.rand(50)
x2 = np.random.rand(30)

plt.hist(x1, alpha=0.5)
plt.hist(x2, alpha=0.5)

マーカーの種類の変更

plt.scatter(x, y, marker=マーカーの種類)

markerでマーカーの種類を変更で来ます。
主に、折れ線グラフや散布図での使用を想定しています。

マーカーの種類

../../_images/sphx_glr_marker_reference_002.png — 引用：matplotlib.org

np.random.seed(250)
x1 = np.random.randn(50)
x2 = np.random.rand(30)

y1 = np.random.randn(50)
y2 = np.random.rand(30)

plt.scatter(x1, y1, marker="^")
plt.scatter(x2, y2, marker="x")

グリッド・補助線の追加

グリッド

plt.grid()

グリッド線を引く場合はplt.grid()とします。
X軸もしくはY軸のみ線を引く場合には、引数にaxis="x" or "y"をとります。

np.random.seed(250)
x1 = np.random.randn(50)
x2 = np.random.rand(30)

y1 = np.random.randn(50)
y2 = np.random.rand(30)

plt.scatter(x1, y1, marker="^")
plt.scatter(x2, y2, marker="x")
plt.grid()

補助線

plt.hlines(y座標, x座標の最小値（始点）, x座標の最大値（終点）) plt.vlines(x座標, y座標の最小値（始点）, y座標の最大値（終点）)

hlinesが横線、vlinesが縦線になります。

np.random.seed(250)
x = np.random.randn(50)
y = np.random.randn(50)

plt.scatter(x, y, marker="^")

plt.hlines(y.mean(), x.max(), x.min(), ls="--", color="black")
plt.vlines(x.mean(), y.max(), y.min(), ls="--", color="black")

軸の表示領域

plt.xlim(横軸下限値,横軸上限値) plt.ylim(縦軸下限値,縦軸上限値)

X軸、Y軸の表示領域の上限・下限値を変更できます。

x = ["朝","昼","夕","夜"]
y_c = [36.5,36.2,37.5,37.2]
y_f = [36.2,36.5,36.8,36.3]
y_m = [35.8,35.9,36.2,36.5]

plt.plot(x, y_c, label="子")
plt.plot(x, y_f, label="父")
plt.plot(x, y_m, label="母")

plt.title("2021-01-05の体温", fontsize=20)
plt.ylabel("体温(℃)")

plt.xlim("朝","夜")
plt.ylim(35,38)

グラフの保存方法

plt.savefig("ファイル名")

引数：dpi=300など任意の解像度に可能。指定しない場合は100
引数：bbox_inches="tight"で余白除去が可能

x = ["朝","昼","夕","夜"]
y_c = [36.5,36.2,37.5,37.2]
y_f = [36.2,36.5,36.8,36.3]
y_m = [35.8,35.9,36.2,36.5]

plt.plot(x, y_c, label="子")
plt.plot(x, y_f, label="父")
plt.plot(x, y_m, label="母")

plt.title("2021-01-05の体温", fontsize=20)
plt.ylabel("体温(℃)")

plt.xlim("朝","夜")
plt.ylim(35,38)
plt.savefig("test.png", dpi=300, bbox_inches="tight")