Python利用matplotlib實現製作動態條形圖

2022-10-10 14:01:01

製作思路

為了方便大家學習，我將不直接進行講解，而是以我是如何一步步製作的思路來介紹整個過程。

說到用 Python 製作動態圖，首先想到的肯定是一些直接拿來就用的庫，雖然我沒做過，但是我相信一定有且不止一個，搜了一圈後發現有個bar chart race庫看起來不錯

畢竟有現成的輪子，只需要填充資料即可，但是研究了一番，正如我之前所說，越好看的圖對資料的要求越高，這個動態圖的庫指定資料必須類似如下格式

即有時間和國家兩個維度，通過時間的變化來動態變化資料，但是我的資料很簡單，就一列人名一列資料如下

如果再將資料強行修改成該庫所需要的格式，花費的功夫將更多！所以果斷放棄，回到我熟悉的matplotlib上，首先很自然的想法就是，根據每一行，寫一個迴圈，每次迴圈就建立一個條形圖。

這個想法是完全可以的，也有很多人這麼做了，但是有一個問題就是做出來的效果太難看了，並且每次迴圈都需要重新生成畫布繪圖需要一定時間，這也會讓最後的動態圖顯的不連貫。所以稍作嘗試後這個思路也被拋棄了。

animation

又經過一番探索後，終於找到一個合適的工具——animation模組，可以完美的實現我的需求，只需要將你的繪圖函數寫好，將涉及到的引數空出來，通過FuncAnimation來更新資料即可。

當然我也是第一次接觸，雖瞭解思路但不清楚具體實現邏輯，所以先從官方拉一個demo來看看整個過程如何實現

fig, ax = plt.subplots()
xdata, ydata = [], []
ln, = ax.plot([], [], 'r-', animated=False)

def init():
    ax.set_xlim(0, 2*np.pi)
    ax.set_ylim(-1, 1)
    return ln,

def update(frame):
    xdata.append(frame)
    ydata.append(np.sin(frame))
    ln.set_data(xdata, ydata)
    return ln,

ani = FuncAnimation(fig, update, frames=np.linspace(0, 2*np.pi, 128),
                    init_func=init, blit=True)

HTML(ani.to_jshtml())

上面這段程式碼取自官方檔案，並不難讀懂，首先建立figure和axes，之後將涉及到的資料xdata，ydata空出來，再用update函數來更新資料並繪圖，具體為將資料賦給frames，通過FuncAnimation範例傳到update中實現迭代繪圖，最後可以使用ipython的內建工具來將動態圖展示在notebook中，效果如下

到這裡基本上就搞明白整個過程了，下面我們只需要照貓畫虎，寫一個繪圖函數並設計如何更新資料即可，具體如下

解釋一下這一大段程式碼，拋開設定標題、座標軸等修飾的部分，實際上也只做了一件事通過flag引數來繪製每一行資料。

為什麼需分為兩段，因為我們圖上需要七根柱子，而剛開始的時候只有不到七條資料，所以需要先建立七個空資料，在繪製前七個柱狀圖時，依次新增，而後面只需要從7開始，刪除最早的一個資料，並向後追加一個資料即可，額外需要考慮的是我們需要為每一個資料確定一個顏色，所以還有一列顏色列也需要更新，最終我們的資料如下

在搞定shuang這個繪圖函數後，只需要迭代更新資料並展示即可，相關程式碼如下

其中ani.save()可以將動圖儲存為gif，HTML(ani.to_html5_video())可以將動圖儲存為mp4，而HTML(ani.to_jshtml())則是在notebook中直接檢視最終效果（注意第一次執行這裡會報錯，根據相關提示安裝依賴即可），大家可以自己嘗試

至於程式碼中如何新增標題、修改座標軸、修改註釋等操作本文就不在細講了，最後是製作完成的效果，我個人感覺還不錯，也可以匯出為高解析度視訊新增bgm製作視訊

以上就是Python利用matplotlib實現製作動態條形圖的詳細內容，更多關於Python matplotlib動態條形圖的資料請關注it145.com其它相關文章！

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