Figure e assi
Comprendere il modello dei grafici
Figure e assi è una lezione Python Academy gratuita su CoddyKit. Questa è la lezione 1 di 4. Puoi leggere la lezione completa qui gratuitamente — poi esercitati direttamente nel browser con un editor di codice integrato e un tutor IA disponibile 24/7. Fa parte del percorso di apprendimento Python Academy, e i tuoi progressi si sincronizzano tra il web e l'app CoddyKit. Il corso Python Academy include 4 lezioni in totale.
Il modello di rappresentazione grafica
Matplotlib è la libreria fondamentale per la rappresentazione grafica in Python. Per utilizzarla correttamente, deve comprendere il suo modello a due livelli: Figure e Axes.
Una Figure è la finestra o la pagina complessiva su cui viene disegnato tutto. Un Axes è un singolo grafico all'interno di quella figura, con un proprio sistema di coordinate x e y.
- Una figura può contenere molti axes
- Ogni axes è l'area in cui risiedono effettivamente i dati
Figure, Axes e Axis a confronto
È facile confondere tre termini:
- Figure: l'immagine completa, il contenitore
- Axes: una singola area del grafico (noti l'ortografia: non è il plurale di axis)
- Axis: la scala numerica dell'asse x o y all'interno di un axes
Quindi una figure contiene gli axes e ogni axes contiene due (o tre) oggetti axis.
Creazione di una Figure e di un Axes
Il modo consigliato per iniziare è plt.subplots(). Questa chiamata restituisce una figure e un axes.
Il modello è semplice da comprendere anche senza eseguire il rendering. Qui simuliamo ciò che rappresentano gli oggetti.
fig = {'type': 'Figure', 'axes': []}
ax = {'type': 'Axes', 'parent': 'Figure'}
fig['axes'].append(ax)
print('Figure holds', len(fig['axes']), 'axes')
print('Axes parent is the', ax['parent'])L'interfaccia pyplot
Matplotlib offre due stili. Lo stile pyplot (basato sullo stato) utilizza plt.plot() e tiene automaticamente traccia della figure corrente. Lo stile object-oriented utilizza invece esplicitamente ax.plot().
Per qualsiasi attività più complessa di uno schizzo veloce, preferisca lo stile object-oriented. È più chiaro quando si utilizzano più axes.
Perché lo stile object-oriented è migliore
Quando chiama plt.title('X'), il titolo viene applicato all'axes che in quel momento è corrente. Con più subplot, il comportamento può diventare ambiguo.
Con ax.set_title('X') non c'è ambiguità: il metodo agisce esattamente sull'axes specificato.
Sistemi di coordinate
Ogni axes associa i valori dei dati alle posizioni sul display. Le coordinate dei dati rappresentano il significato dei numeri; l'axes li ridimensiona per adattarli all'area di disegno.
Possiamo modellare questa associazione con semplici formule matematiche.
data_min, data_max = 0, 100
pixel_min, pixel_max = 0, 400
def to_pixels(value):
frac = (value - data_min) / (data_max - data_min)
return pixel_min + frac * (pixel_max - pixel_min)
for v in [0, 25, 50, 100]:
print('data', v, '->', to_pixels(v), 'px')Dimensioni e DPI della Figure
Una figure ha dimensioni espresse in pollici e una risoluzione in punti per pollice (DPI). La dimensione in pixel è il prodotto di questi due valori.
Ad esempio, una figure di 6x4 pollici a 100 DPI misura 600x400 pixel.
width_in, height_in = 6, 4
dpi = 100
print('Pixels:', width_in * dpi, 'x', height_in * dpi)Aggiunta manuale degli Axes
Oltre a plt.subplots(), può aggiungere un axes in un rettangolo preciso con fig.add_axes([left, bottom, width, height]), dove ogni valore è una frazione della figure compresa tra 0 e 1.
È così che si creano grafici inseriti e layout personalizzati.
La Figure corrente
Pyplot mantiene un registro delle figure e un riferimento a quella corrente. plt.gcf() restituisce la figure corrente e plt.gca() restituisce l'axes corrente.
Questi strumenti esistono principalmente per supportare lo stile basato sullo stato. Nel codice object-oriented, invece, conserva direttamente i riferimenti necessari.
Visualizzazione e chiusura
plt.show() visualizza tutte le figure aperte in una finestra. plt.close() libera una figure. Negli script che producono molte figure, chiuderle evita l'accumulo di memoria.
Nei notebook, la figure viene visualizzata automaticamente in linea.
Una lista di controllo mentale
Prima di disegnare qualsiasi cosa, si chieda:
- Di quante figure ha bisogno?
- Quanti assi per figura?
- A quali assi appartiene ciascun elemento di dati?
Rispondere prima a queste domande rende naturale l'API orientata agli oggetti.
Verifica rapida
Verifichi la sua comprensione del modello di figure e assi.
Riepilogo
Ha appreso il modello fondamentale di Matplotlib:
- Figure il contenitore, dimensionato in pollici moltiplicati per DPI
- Axes un singolo grafico con coordinate proprie
- Axis la linea numerica dell'asse x o y
- Preferisca lo stile object-oriented con
fig, ax = plt.subplots()
Con questo modello mentale, ogni personalizzazione successiva diventa prevedibile.
Domande Frequenti
La lezione «Figure e assi» è gratuita?
Sì — il testo completo di «Figure e assi» è gratuito qui sul web. Per esercitarvi in modo interattivo (un editor di codice integrato e un tutor IA 24/7) e sbloccare il resto del corso Python Academy, passa a CoddyKit PRO. Il corso Python Academy include 4 lezioni in totale.
Cosa imparerò in «Figure e assi»?
Comprendere il modello dei grafici Eserciti Python Academy con codice pratico che esegui direttamente nel browser, e un tutor IA 24/7 risponde alle tue domande mentre lavori sulla lezione.
Ho bisogno di esperienza per iniziare Python Academy?
Non è richiesta alcuna esperienza precedente. Python Academy su CoddyKit è strutturato per principianti e studenti avanzati, quindi puoi iniziare da qui o dall'inizio e procedere al tuo ritmo. Questa è la lezione 1 di 4.
Quanto tempo richiede la lezione «Figure e assi»?
La maggior parte delle lezioni CoddyKit richiede circa 5–10 minuti. Ogni lezione è breve e interattiva, quindi fai progressi costanti e riprendi esattamente da dove hai lasciato su web e app.
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