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三、Matplotlib雙坐標(biāo)軸的實操案例

為了更好地理解雙坐標(biāo)軸的應(yīng)用，我們將通過一個實際案例來演示如何在Matplotlib中實現(xiàn)雙坐標(biāo)軸。

3.1 案例背景

假設(shè)我們有一組銷售數(shù)據(jù)，其中包含每個月的銷售額和廣告投入。銷售額的單位是萬元，而廣告投入的單位是千元。我們希望在同一張圖中展示銷售額和廣告投入的趨勢，以便分析兩者之間的關(guān)系。

3.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

首先，我們需要準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。假設(shè)我們有以下數(shù)據(jù)：

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np



# 月份

months = np.arange(1, 13)



# 銷售額（萬元）

sales = np.array([20, 22, 25, 27, 30, 32, 35, 37, 40, 42, 45, 50])



# 廣告投入（千元）

ad_cost = np.array([15, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 32, 35, 38, 40, 45])

3.3 繪制雙坐標(biāo)軸圖

接下來，我們將使用Matplotlib繪制雙坐標(biāo)軸圖。具體步驟如下：

創(chuàng)建圖形和第一個Y軸。
使用twinx()方法創(chuàng)建第二個Y軸。
分別繪制銷售額和廣告投入的數(shù)據(jù)。
添加圖例、標(biāo)題等元素。

# 創(chuàng)建圖形和第一個Y軸

fig, ax1 = plt.subplots(figsize=(10, 6))



# 繪制銷售額數(shù)據(jù)

ax1.plot(months, sales, 'b-', label='銷售額 (萬元)')

ax1.set_xlabel('月份')

ax1.set_ylabel('銷售額 (萬元)', color='b')

ax1.tick_params(axis='y', labelcolor='b')



# 創(chuàng)建第二個Y軸

ax2 = ax1.twinx()



# 繪制廣告投入數(shù)據(jù)

ax2.plot(months, ad_cost, 'r-', label='廣告投入 (千元)')

ax2.set_ylabel('廣告投入 (千元)', color='r')

ax2.tick_params(axis='y', labelcolor='r')



# 添加圖例

lines1, labels1 = ax1.get_legend_handles_labels()

lines2, labels2 = ax2.get_legend_handles_labels()

ax1.legend(lines1 + lines2, labels1 + labels2, loc='upper left')



# 添加標(biāo)題

plt.title('銷售額與廣告投入趨勢分析')



# 顯示圖形

plt.show()

3.4 結(jié)果分析

通過上述代碼，我們成功繪制了一張雙坐標(biāo)軸圖。圖中左側(cè)的Y軸表示銷售額（萬元），右側(cè)的Y軸表示廣告投入（千元）。從圖中可以看出，銷售額和廣告投入都呈現(xiàn)出上升趨勢，且兩者的變化趨勢較為一致。這表明廣告投入的增加可能對銷售額的提升起到了積極作用。

四、雙坐標(biāo)軸的進(jìn)階應(yīng)用

4.1 多子圖雙坐標(biāo)軸

在某些情況下，我們可能需要在多個子圖中使用雙坐標(biāo)軸。Matplotlib提供了靈活的子圖布局功能，可以輕松實現(xiàn)這一需求。

# 創(chuàng)建2x2子圖布局

fig, axs = plt.subplots(2, 2, figsize=(12, 8))



# 在第一個子圖中繪制雙坐標(biāo)軸圖

ax1 = axs[0, 0]

ax1.plot(months, sales, 'b-', label='銷售額 (萬元)')

ax1.set_ylabel('銷售額 (萬元)', color='b')

ax1.tick_params(axis='y', labelcolor='b')



ax2 = ax1.twinx()

ax2.plot(months, ad_cost, 'r-', label='廣告投入 (千元)')

ax2.set_ylabel('廣告投入 (千元)', color='r')

ax2.tick_params(axis='y', labelcolor='r')



ax1.legend(loc='upper left')

ax2.legend(loc='upper right')



# 在其他子圖中繪制其他數(shù)據(jù)

# ...



# 顯示圖形

plt.tight_layout()

plt.show()

4.2 自定義雙坐標(biāo)軸樣式

Matplotlib允許用戶自定義坐標(biāo)軸的樣式，包括顏色、刻度、標(biāo)簽等。通過自定義樣式，可以使雙坐標(biāo)軸圖更加美觀和易讀。

# 創(chuàng)建圖形和第一個Y軸

fig, ax1 = plt.subplots(figsize=(10, 6))



# 繪制銷售額數(shù)據(jù)

ax1.plot(months, sales, 'b-', label='銷售額 (萬元)')

ax1.set_xlabel('月份')

ax1.set_ylabel('銷售額 (萬元)', color='b')

ax1.tick_params(axis='y', labelcolor='b')

ax1.grid(True, linestyle='--', alpha=0.6)



# 創(chuàng)建第二個Y軸

ax2 = ax1.twinx()



# 繪制廣告投入數(shù)據(jù)

ax2.plot(months, ad_cost, 'r-', label='廣告投入 (千元)')

ax2.set_ylabel('廣告投入 (千元)', color='r')

ax2.tick_params(axis='y', labelcolor='r')



# 添加圖例

lines1, labels1 = ax1.get_legend_handles_labels()

lines2, labels2 = ax2.get_legend_handles_labels()

ax1.legend(lines1 + lines2, labels1 + labels2, loc='upper left')



# 添加標(biāo)題

plt.title('銷售額與廣告投入趨勢分析')



# 顯示圖形

plt.show()

五、總結(jié)

本文詳細(xì)介紹了Matplotlib中雙坐標(biāo)軸的基本概念、實現(xiàn)原理以及實際應(yīng)用。通過實際案例，我們展示了如何在Matplotlib中繪制雙坐標(biāo)軸圖，并探討了多子圖雙坐標(biāo)軸和自定義樣式的進(jìn)階應(yīng)用。雙坐標(biāo)軸技術(shù)在處理不同量級或不同單位的數(shù)據(jù)時具有重要的應(yīng)用價值，能夠幫助我們更清晰地展示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。希望本文能夠幫助讀者更好地理解和應(yīng)用Matplotlib中的雙坐標(biāo)軸技術(shù)。