使用MatPlotLib进行颜色和线条绘制

Question

我正在尝试使用Matplotlib绘制曲线家族图。我直接使用scatter()绘制数据，然后使用plot()绘制拟合线（来自scipy的最小二乘）。我事先不知道会有多少组数据，或者极限等信息。

我需要能够循环这些线和点的颜色，以便来自一组数据的所有内容都匹配。Plot使用一些内部默认值旋转颜色，而散点图则全部呈现为一种颜色。数据集可能会靠得很近，因此仅凭假设可以清楚地了解哪些点靠近哪条拟合线是不够的，而且由于我不知道会有多少曲线，手动选择颜色是不可扩展的。

此外，因为这些是曲线家族（类似晶体管图），所以我需要能够显示相关的标签与曲线。我想要做的是在拟合线本身上写入信息。

有人知道实现这两个功能的好方法吗？

- Elliot

Answer 1

以下代码尝试回答您的所有问题。下面的代码最多可以循环7个颜色。如果您需要更多颜色，您应该创建一个更复杂的生成器，就像另一个答案中所示的那样。

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

def get_color():
    for item in ['r', 'g', 'b', 'c', 'm', 'y', 'k']:
        yield item

x = 0.3 * np.array(range(40))

color = get_color()

for group in range(5):
    # generates a collection of points
    y = np.exp2(x + 0.5 * group)
    # fit to a polynomial
    z = np.polyfit(x, y, 6)
    p = np.poly1d(z)

    acolor = next(color)
    
    plt.scatter(x, y, color=acolor, marker='o')
    plt.plot(x, p(x), acolor + '-', label=str(group))

plt.legend()
plt.xlim((0, 15))
plt.show() 

以上代码中的生成器有点过于复杂了，但它提供了一个更复杂的计算结构。如果你只需要几个颜色，你可以使用一个简单的迭代器。

>>> color = iter(list_of_colors)
>>> acolor = next(color)

如果你需要无限循环，可以使用 itertools.cycle：

>>> from itertools import cycle
>>> color = cycle(['r', 'g', 'b', 'c', 'm', 'y', 'k'])
>>> next(color)
'r'
>>> 

编辑： 你有几种选择可以获得n个不同的颜色。正如我之前所指出的，你可以使用另一个答案中指示的方法来使用生成器。例如，将get_color替换为不同的生成器：

import colorsys
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

def get_color(color):
    for hue in range(color):
        hue = 1. * hue / color
        col = [int(x) for x in colorsys.hsv_to_rgb(hue, 1.0, 230)]
        yield "#{0:02x}{1:02x}{2:02x}".format(*col)
    
x = 0.3 * np.array(range(40))

color = get_color(15)

for group in range(15):
    # generates a collection of points
    y = np.exp2(x + 0.5 * group)
    # fit to a polynomial
    z = np.polyfit(x, y, 6)
    p = np.poly1d(z)

    acolor = next(color)

    plt.scatter(x, y, color=acolor, marker='o')
    plt.plot(x, p(x), color=acolor, linestyle='dashed', label=str(group))

plt.legend()
plt.xlim((0, 15))
plt.show() 

你可以获得15种不同的颜色。

然而，类似的颜色是相邻的，没有很好的分辨率/对比度。你可以通过跳过色调值来增加对比度：

for hue in range(0, color*3, 3):

当绘制许多线条时，另一个问题是图例...

- joaquin

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谢谢。这解决了眼前的问题，并迫使我学习yield和next语句，这是我之前不知道的。但是，如果您需要任意数量的颜色怎么办？例如，假设我有100个数据集，每个数据集都需要完全不同（即循环不好用）。您如何生成颜色迭代器？您能否在不显式编码数据集数量的情况下完成它，以便代码具有可扩展性？ - Elliot

Answer 2

我有一个类似的情况，我想给多条线条赋相同的颜色，同时仍然支持任意数量的线条而不需要手动定义它们。这是我想出来生成颜色的函数：

import colorsys

def get_colors(i, total):
    hue = i*(1.0/total)
    dark = [int(x) for x in colorsys.hsv_to_rgb(hue, 1.0, 100)]
    light = [int(x) for x in colorsys.hsv_to_rgb(hue, 1.0, 230)]
    return "#{0:02x}{1:02x}{2:02x}".format(*dark), "#{0:02x}{1:02x}{2:02x}".format(*light)

正如您所看到的，它生成了total个颜色，其中包括深色和浅色版本，两者之间有最大距离。

- mensi