Matplotlib البرنامج التعليميدليل الدراسة
Published on 2023-04-20 00:10:05 · 中文 · English · Español · हिंदीName · 日本語 · Русский язык · 中文繁體
Matplotlib هي واحدة من حزم Python الأكثر شيوعا لتصور البيانات. إنها مكتبة عبر الأنظمة الأساسية لعمل مخططات 2D من البيانات الموجودة في المصفوفات. يوفر واجهة برمجة تطبيقات موجهة للكائنات تساعد في تضمين الرسومات في التطبيقات باستخدام مجموعات أدوات Python GUI مثل PyQt و WxPythonotTkinter. يمكن استخدامه أيضا لقذائف Python و IPython وأجهزة الكمبيوتر المحمولة Jupyter وخوادم تطبيقات الويب.
للقراء
تم تصميم هذا البرنامج التعليمي للمتعلمين الذين يرغبون في اكتساب أساسيات تصور البيانات.
المتطلبات المسبقه
Matplotlib مكتوب بلغة Python ، والذي يستخدم امتداد الرياضيات العددية ل Python NumPy. نفترض أن قارئ هذا البرنامج التعليمي لديه معرفة أساسية ببايثون.
ملاحظات المشكلة
يتم تلخيص التفسيرات والأمثلة والتعليمات البرمجية في هذا البرنامج التعليمي فقط وفقا لفهم المؤلف. نظرا لمحدودية مستوى وكفاءة المؤلفين ، ليس هناك ما يضمن دقة جميع المقالات والأمثلة. ومع ذلك ، إذا واجهت أي أخطاء أو مشاكل ، فيرجى إرسال تعليقات إلينا ، وسنقوم بتصحيحها في الوقت المناسب للقراء اللاحقين.
كتالوج البرنامج التعليمي
المحتويات الرئيسية لهذا البرنامج التعليمي هي كما يلي -
مقدمة إلى Matplotlib - Matplotlib هي واحدة من أكثر حزم Python شيوعا لتصور البيانات. إنها مكتبة عبر الأنظمة الأساسية لعمل مخططات 2D من البيانات الموجودة في المصفوفات.
بيئة تطوير Matplotlib - يتوفر Matplotlib وتوابعه كحزم عجلات في مستودع حزم Python القياسي ، ويمكن تثبيت Matplotlib على أنظمة Windows و Linux و MacOS باستخدام مدير حزم النقطة.
Matplotlib Anaconda Development Tool - Anaconda هو توزيع مجاني ومفتوح المصدر للغات برمجة Python و R لمعالجة البيانات على نطاق واسع والتحليلات التنبؤية والحوسبة العلمية.
Matplotlib Jupyter Notebook - Jupyter هو اختصار فضفاض يعني Julia و Python و R. كانت لغات البرمجة هذه هي اللغات المستهدفة الأولى لتطبيقات Jupyter ، ولكن الآن ، تدعم تقنية Jupyter العديد من اللغات الأخرى أيضا.
Matplotlib Pyplot API - matplotlib.pyplot عبارة عن مجموعة من وظائف نمط الأوامر التي تجعل Matplotlib يعمل مثل MATLAB. تقوم كل ميزة من ميزات Pyplot بإجراء بعض التغييرات على الرسم البياني.
Matplotlib Simple Paint - يعرض مخططا زاويا بسيطا في Matplotlib ، بالراديان ، يتوافق مع القيمة الجيبية.
وحدة Matplotlib pylab - PyLab هي وحدة سهلة الاستخدام للغاية تسمح بالاستيراد بالجملة ل matplotlib.pyplot (للتخطيط) و NumPy (للرياضيات والعمل مع المصفوفات) في مساحة اسم واحدة.
واجهة Matplotlib الموجهة للكائنات - في واجهة موجهة للكائنات ، يتم استخدام Pyplot فقط لوظائف مثل إنشاء الرسم البياني ، حيث يقوم المستخدمون بشكل صريح بإنشاء وتتبع كائنات الرسم البياني والمحور. في هذا المستوى ، يستخدم المستخدمون Pyplot لإنشاء رسوم بيانية يمكن من خلالها إنشاء كائن محور واحد أو أكثر.
فئة الشكل matplotlib - تحتوي وحدة matplotlib.figure على فئة الشكل. إنها حاوية المستوى الأعلى لجميع عناصر المؤامرة.
فئة محاور Matplotlib - كائنات المحاور هي مناطق من الصور ذات مساحة البيانات. يمكن أن يحتوي الرسم البياني المعطى على العديد من المحاور ، ولكن يمكن أن يكون كائن محاور معين في رسم بياني واحد فقط. يحتوي المحور على كائنين (أو ثلاثة في حالة 3D) كائنات المحور.
Matplotlib Multiplots - في هذا الفصل سوف تتعلم كيفية إنشاء حبكات فرعية متعددة على نفس اللوحة.ترجع الدالة subplot() كائن المحاور في موضع الشبكة المحدد. وظيفة Matplotlib subplot() - تحتوي واجهة برمجة تطبيقات pyplot الخاصة ب Matplotlib على وظيفة مفيدة تسمى subplots() تعمل كغلاف أداة مساعدة وتساعد في إنشاء التخطيط المشترك للحبكات الفرعية ، بما في ذلك الكائنات الرسومية المغلقة ، في مكالمة واحدة. وظيفة Matplotlib subplot2grid() - توفر الدالة Matplotlib subplot2grid() مزيدا من المرونة في إنشاء كائنات المحور في مواقع محددة في الشبكة. كما يسمح لكائنات المحور بامتداد صفوف أو أعمدة متعددة. شبكة Matplotlib - تقوم وظيفة grid() لكائن المحاور بتعيين رؤية الشبكة في الرسم البياني إلى تشغيل أو إيقاف التشغيل. يمكنك أيضا عرض المقاييس الرئيسية / الثانوية (أو كليهما) للشبكة. محاور Matplotlib المنسقة - يجب ضبط مقياس المحور على اللوغاريتم بدلا من المعتاد. هذا مقياس لوغاريتمي. في Matplotlib ، يمكنك القيام بذلك عن طريق تعيين خاصية xscale أو vscale لكائن المحاور للتسجيل. يحدد Matplotlib الحدود - يصل Matplotlib تلقائيا إلى الحد الأدنى والحد الأقصى لقيم المتغيرات التي سيتم عرضها على طول محاور x و y (و z في حالة المؤامرات ثلاثية الأبعاد) للمخطط. ومع ذلك ، يمكن تعيين القيود بشكل صريح باستخدام الدالتين set-xlim() و set-ylim() . يحدد Matplotlib المقياس وتسمية التجزئة - المقياس هو علامة تمثل نقطة بيانات على محور. حتى الآن ، تولى Matplotlib تلقائيا مهمة الفواصل على المحور في جميع الأمثلة السابقة. Matplotlib ثنائي المحور - عند رسم منحنيات بوحدات مختلفة. يدعم Matplotlib هذه الميزة من خلال وظائف twinx () و twiny () . Matplotlib Bar Chart - المخطط الشريطي أو المخطط الشريطي هو مخطط أو رسم بياني يعرض بيانات فئوية بأشرطة مستطيلة يتناسب ارتفاعها أو طولها مع القيمة التي تمثلها. يمكن رسم القضبان رأسيا أو أفقيا. الرسم البياني Matplotlib - الرسم البياني هو تمثيل دقيق لتوزيع البيانات الرقمية. إنه تقدير للتوزيع الاحتمالي لمتغير مستمر ، وهو مخطط شريطي. مخطط Matplotlib الدائري - يمكن للمخطط الدائري عرض مجموعة من البيانات فقط. يظهر المخطط الدائري حجم العناصر (يسمى إسفين) في سلسلة بيانات، بما يتناسب مع مجموع العناصر. يتم عرض نقاط البيانات في المخطط الدائري كنسبة مئوية من المخطط الدائري بأكمله. Matplotlib Scatterplot - يتم استخدام مخطط التشتت لرسم نقاط البيانات على المحاور الأفقية والرأسية في محاولة لإظهار مدى تأثر متغير بآخر. يتم تمثيل كل صف في ورقة البيانات بعلامة ، والتي تعتمد على القيمة الموجودة في العمود الذي تم تعيينه على محوري X و Y. ملف تعريف Matplotlib - مخطط الملف الشخصي (يسمى أحيانا "مخطط أفقي") هو طريقة لعرض سطح ثلاثي الأبعاد على مستوى ثنائي الأبعاد. يرسم المتنبئين X Y على المحور y ومتغير الاستجابة Z للملف الشخصي. تسمى هذه الخطوط أحيانا شرائح z أو قيم استجابة متساوية. Matplotlib 2D Arrow Plot - يعرض مخطط السهم متجه السرعة كسهم حيث توجد المكونات (u ، v) عند النقاط (x ، y). مخطط صندوق Matplotlib - يعرف أيضا باسم مخطط الشارب ، ويعرض مخطط الصندوق ملخصا لمجموعة من البيانات التي تحتوي على الحد الأدنى والربع الأول والمتوسط والربع الثالث والحد الأقصى للقيمة. في مخطط الكتلة ، ارسم مربعات من الربع الأول إلى الربع الثالث. يمر الخط العمودي عبر المربع الأوسط. الشعيرات من كل ربع إلى الحد الأدنى أو الحد الأقصى للقيمة. مؤامرات الكمان Matplotlib - تشبه مؤامرات الكمان مؤامرات الصندوق ، باستثناء أنها تظهر أيضا كثافة احتمالية البيانات بقيم مختلفة. تتضمن هذه المخططات علامات لمتوسط البيانات ومربعات تمثل نطاقات الربع ، كما هو موضح في مخطط الكتلة القياسي. Matplotlib 3D Plotting - تم تصميم Matplotlib في الأصل مع وضع التخطيط ثنائي الأبعاد فقط في الاعتبار ، ولكن في الإصدارات اللاحقة ، تم بناء بعض أدوات التخطيط ثلاثية الأبعاد على شاشات Matplotlib ثنائية الأبعاد لتوفير مجموعة من أدوات تصور البيانات ثلاثية الأبعاد.
28.Matplotlib 3D Contour - تقوم وظيفة ax.contour3D () بإنشاء مخطط كفاف ثلاثي الأبعاد. يتطلب أن تكون جميع بيانات الإدخال في شكل شبكة منتظمة ثنائية الأبعاد وتقييم بيانات Z في كل نقطة. Matplotlib 3D Wireframe - تأخذ الإطارات السلكية شبكة من القيم وتعرضها على سطح ثلاثي الأبعاد محدد ، ومن السهل جدا تصور الشكل ثلاثي الأبعاد الناتج. Matplotlib 3D Surface Plot - يوضح مخطط السطح العلاقة الوظيفية بين متغير تابع محدد (Y) ومتغيرين مستقلين (X و Z). المؤامرة هي مؤامرة مصاحبة لمؤامرة كفاف. تشبه المخططات السطحية الإطارات السلكية ، لكن كل وجه من الإطار السلكي عبارة عن مضلع مملوء. يستخدم Matplotlib النص - يحتوي Matplotlib على دعم نصي واسع النطاق ، بما في ذلك دعم التعبيرات الرياضية ، ودعم TrueType لإخراج البيانات النقطية والمتجهة ، والنص المنفصل عن السطر الجديد مع التدوير التعسفي ، ودعم Unicode. تعبير Matplotlib الرياضي - يضع مجموعة فرعية من أي سلسلة نصية Matplotlib TeXmarkup في زوج من علامات الدولار ($). يستخدم Matplotlib وحدة الصور في حزمة Matplotlib لتوفير الوظائف اللازمة لتحميل الصور وإعادة قياسها وعرضها ، وتدعم مكتبة Pillow تحميل بيانات الصورة. يدعم Matplotlib صور PNG فقط. تحويل Matplotlib - تم بناء حزمة Matplotlib أعلى إطار التحويل ويمكن نقلها بسهولة بين أنظمة الإحداثيات. تتوفر أربعة أنظمة إحداثيات.
Matplotlib هي واحدة من حزم Python الأكثر شيوعا لتصور البيانات. إنها مكتبة عبر الأنظمة الأساسية لعمل مخططات 2D من البيانات الموجودة في المصفوفات. Matplotlib مكتوب بلغة Python ويستخدم امتداد الرياضيات العددية NumPy الخاص ب Python. يوفر واجهة برمجة تطبيقات موجهة للكائنات تساعد في تضمين الرسومات في التطبيقات باستخدام مجموعات أدوات Python GUI مثل PyQt و WxPythonotTkinter. يمكن استخدامه أيضا لقذائف Python و IPython وأجهزة الكمبيوتر المحمولة Jupyter وخوادم تطبيقات الويب.
يحتوي Matplotlib على واجهة عملية تسمى Pylab ، والتي تم تصميمها لتشبه MATLAB ، وهي لغة برمجة خاصة تم تطويرها بواسطة MathWorks. يمكن اعتبار Matplotlib و NumPy مكافئات مفتوحة المصدر ل MATLAB.
كتب Matplotlib في الأصل من قبل جون د. هنتر في عام 2003. الإصدار المستقر الحالي هو 2.2.0 ، والذي تم إصداره في يناير 2018.