グラフを表示する 【matplotlib & Python】

Python

Python でグラフを表示する、できるだけシンプルなスクリプトについてまとめておきます。
Python の環境でコピー&ペーストしてまずは動かしてみてください。うまく動いたら、数字や関数を変えてみてください。

環境: Windows 10、Anaconda Python 3.X 。numpy と matplotlib をインストール済み。

サンプル1: sin, cos 関数を表示するサンプルコード

import numpy as np1
import matplotlib.pyplot as plt1 

x1 = np1.arange( -np1.pi, np1.pi, 0.01 )  # -pi to +pi

plt1.plot( x1, np1.sin( x1 ) )
plt1.plot( x1, np1.cos( x1 ) )

plt1.ylim( -1.1, 1.1 ) 
plt1.title( 'sin, cos' )
plt1.xlabel( 'x' )
plt1.ylabel( 'y' )

plt1.show()

1つめは、sin, cos 関数を表示させるサンプルコードです。numpy を np1 という名前で定義して呼び出し、横軸を -π (-3.14159..)から +π (+3.14159..) の範囲で定義しています。さらに、numpy で定義されている sin, cos 関数を呼び出しています。
後半は、グラフ描画用の matplotlib (plt1)を呼び出して、縦軸 y の範囲を設定し、グラフタイトル、x 軸、y 軸のラベルを設定し、最後に show() を実行することで描画しています。

サンプル2: step, ReLU, sigmoid 関数を表示するサンプルコード

import numpy as np1
import matplotlib.pyplot as plt1 

def step( x1 ): 
    return ( x1 >= 0.0 ) * 1.0 

def relu( x1 ): 
    return ( x1 >= 0.0 ) * x1 

def sigmoid( x1 ): 
    return 1.0/(1.0 + np1.exp( -x1 ))

x1 = np1.arange( -4.0, 4.0, 0.01 ) 
print( x1 ) 

y1 = step( x1 ) 
y2 = relu( x1 ) 
y3 = sigmoid( x1 ) 

plt1.plot( x1, y1, 'r' )
plt1.plot( x1, y2, 'g--' )
plt1.plot( x1, y3, 'b:') 

plt1.ylim( -0.1, 2.1 )
plt1.title( "step, relu, sigmoid" )
plt1.xlabel( 'x' )
plt1.ylabel( 'y' )

plt1.show()

 

2つめは、機械学習で必須となる step, ReLU, sigmoid 関数を表示させるサンプルコードです。
こちらでは少しやり方を変えて、それぞれ関数で定義しています。サンプルコードの後半は、red, green, blue の色を付けて、かつ、点線の設定等をして、最後に描画しています。

まとめ

Python のグラフ描画について、極力最小限の労力で最短で動かす場合のサンプルコードをまとめました。
どのように活用するにしても、まずはコピー&ペーストして動かしてみるのが最短です。

なお、Python を使った出力については、グラフ以外にも表の表示、HTML の出力など、バリエーションが多様です。
もしも関心のある方は、関連リンクも参考にしてみてください。

関連リンク
・ 【Python】 表を表示する方法 サンプルコード 【tkinter】
・ HTML のグラフを出力する 【Python】
・ WordPress で数式を扱う 【LaTeX】

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