快捷導(dǎo)航

Python實(shí)現(xiàn)矩陣可視化的示例代碼

更新時(shí)間：2023年10月19日 09:53:22 作者：微小冷

matplotlib中提供了兩個(gè)矩陣可視化函數(shù),分別是imshow和matshow,本文主要為大家詳細(xì)介紹了如何使用這兩個(gè)函數(shù),感興趣的小伙伴可以跟隨小編一起學(xué)習(xí)一下

imshow和matshow

matplotlib中提供了兩個(gè)矩陣可視化函數(shù)，分別是imshow和matshow，由于二者過(guò)于相似，且imshow常被用做圖片展示工具，所以matshoww這個(gè)函數(shù)基本沒什么人知道，總之二者對(duì)比如下

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.random.rand(5,5)

fig,axes = plt.subplots(1,2,figsize=(8,4))

axes[0].imshow(x)
plt.title("imshow")
axes[1].matshow(x)
plt.title("matshow")

plt.tight_layout()
plt.show()

但無(wú)論是imshow也好，還是matshow也罷，對(duì)矩陣，尤其是小矩陣，展示得并不完美，徒有偽彩色對(duì)應(yīng)，而并無(wú)具體的數(shù)值，那么對(duì)于一些需要看到實(shí)際數(shù)值的場(chǎng)合，其表現(xiàn)力當(dāng)然是不夠的。

顯示數(shù)值

所以接下來(lái)，就要在特定的格子中，寫下矩陣的具體數(shù)值。

from itertools import product

M,N = 3,6
x = np.random.rand(M,N)

plt.matshow(x)
for i,j in product(range(M),range(N)):
    plt.text(j-0.15, i, f"{x[i,j]:.2}")

plt.show()

product是排列組合迭代器，可以將輸入序列的元素兩兩組合在一起，從而避免循環(huán)嵌套。plt.text的作用就是顯示數(shù)值，其中j表示x坐標(biāo)，i表示y軸坐標(biāo)。在矩陣索引中，i表示行號(hào)，j表示列號(hào)。

這張圖當(dāng)然也有問(wèn)題，由于文字是橫著寫的，但矩陣中的格子卻是正方形的，這個(gè)顯然看上去不太和諧。如果用pcolormesh這種像素形狀可以更改的函數(shù)，顯然更加合適。

但pcolormesh有兩個(gè)問(wèn)題，一是坐標(biāo)軸方向和矩陣下標(biāo)的方向不符，二是坐標(biāo)標(biāo)簽的位置并不指格點(diǎn)中間，為此需要稍加改造。

def drawMat(x, ax=None):
    M, N = x.shape
    if not ax:
        ax = plt.subplot()
    arrM, arrN = np.arange(M), np.arange(N)
    plt.yticks(arrM+0.5, arrM)
    plt.xticks(arrN+0.5, arrN)
    ax.pcolormesh(x)
    ax.invert_yaxis()
    for i,j in product(range(M),range(N)):
        ax.text(j+0.2, i+0.55, f"{x[i,j]:.2}")
    plt.show()

x = np.random.rand(5,5)
drawMat(x)

其中，xticks和yticks用于重新映射坐標(biāo)，將N.5映射為N，這樣坐標(biāo)位置也就轉(zhuǎn)化為了具體數(shù)值；invert_yaxis表示y軸坐標(biāo)翻轉(zhuǎn)，從而直角坐標(biāo)系被改為矩陣坐標(biāo)系。