0

0

Matplotlib散点图与NumPy数组:正确绘制单个坐标点

霞舞

霞舞

发布时间:2025-12-13 18:55:13

|

133人浏览过

|

来源于php中文网

原创

matplotlib散点图与numpy数组:正确绘制单个坐标点

在使用Matplotlib的`scatter`函数结合NumPy数组绘制散点图时,若不正确地处理坐标输入,特别是当尝试从列向量中提取单个点的x和y坐标时,可能会意外地绘制出多个点。本文将深入解析这一常见误区,并通过具体示例演示如何正确地从NumPy数组中提取并传递单个点的x和y坐标给`scatter`函数,确保实现预期的单点绘制效果。

数据可视化中,Matplotlib的pyplot.scatter()函数是绘制散点图的常用工具。它接受两个主要的参数:x坐标序列和y坐标序列。通常,当x和y是列表或NumPy数组时,它们被视为对应点的坐标集合,即scatter(x_values, y_values)会绘制一系列点(x_values[i], y_values[i])。然而,当输入数据结构为NumPy数组,特别是列向量时,如果不理解其索引机制,可能会导致非预期的绘图结果。

理解问题根源:NumPy数组的索引与scatter函数行为

我们首先通过几个示例来观察scatter函数的行为,特别是当输入数据源是NumPy数组时。

1. 使用Python列表绘制单个点(预期行为)

当使用简单的Python列表来存储坐标时,我们通常会通过索引直接获取x和y值。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 示例1: 使用列表绘制单个点
a = [5, 6]
plt.scatter(a[0], a[1])
plt.title("Plotting a single point (5,6) with list")
plt.xlabel("X-axis")
plt.ylabel("Y-axis")
plt.grid(True)
plt.show()

上述代码会正确地在坐标(5,6)处绘制一个点。a[0]提供了x值5,a[1]提供了y值6。

2. 使用NumPy数组绘制单个点(x和y值相同)

当x和y坐标值相同时,即使使用NumPy数组的列向量形式,也可能因为巧合而得到预期结果。

# 示例2: 使用NumPy数组绘制单个点 (x=y)
b = np.array([[4], [4]])
plt.scatter(b[:, 0], b[:, 0])
plt.title("Plotting a single point (4,4) with NumPy array (x=y)")
plt.xlabel("X-axis")
plt.ylabel("Y-axis")
plt.grid(True)
plt.show()

这里,b[:, 0]会提取出NumPy数组[4, 4]。因此,plt.scatter接收到x_values=[4,4]和y_values=[4,4],它会绘制点(4,4)。由于x和y值相同,最终只显示一个点,这可能让人误以为是正确处理了单个坐标。

MaxAI
MaxAI

MaxAI.me是一款功能强大的浏览器AI插件,集成了多种AI模型。

下载

3. 使用NumPy数组绘制单个点(x和y值不同,导致问题)

当x和y坐标值不同,并且使用与示例2类似的方式进行索引时,问题就会浮现。

# 示例3: 使用NumPy数组绘制单个点 (x!=y, 错误示例)
c = np.array([[5], [6]])
print(f"c[:,0] 结果: {c[:,0]}") # 输出: [5 6]
plt.scatter(c[:, 0], c[:, 0])
plt.title("Problem: Plotting multiple points (5,5) and (6,6) instead of (5,6)")
plt.xlabel("X-axis")
plt.ylabel("Y-axis")
plt.grid(True)
plt.show()

在这个例子中,我们希望绘制单个点(5,6)。然而,c[:, 0]的结果是NumPy数组[5, 6]。因此,plt.scatter(c[:, 0], c[:, 0])实际上被解释为plt.scatter(x_values=[5, 6], y_values=[5, 6])。根据scatter函数的行为,它会绘制两个点:第一个x值与第一个y值配对形成(5,5),第二个x值与第二个y值配对形成(6,6)。这显然不是我们想要的结果。

解决方案:正确提取单个点的x和y坐标

要解决上述问题,关键在于理解plt.scatter()在绘制单个点时,其x和y参数需要是标量值,而不是序列。当我们的坐标存储在一个NumPy数组(如列向量c)中时,我们需要直接索引到具体的标量元素。

正确的做法是,像处理Python列表a一样,通过索引获取NumPy数组中代表x和y的单个标量值

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 示例4: 正确使用NumPy数组绘制单个点 (x!=y)
c = np.array([[5], [6]])

# 正确的做法:直接索引获取x和y的标量值
plt.scatter(c[0], c[1]) # c[0] 是 5, c[1] 是 6
plt.title("Solution: Correctly plotting a single point (5,6) with NumPy array")
plt.xlabel("X-axis")
plt.ylabel("Y-axis")
plt.grid(True)
plt.show()

在这个解决方案中:

  • c[0]返回的是NumPy数组[5],但当它作为plt.scatter的参数时,会被自动解包或视为标量值5。
  • c[1]返回的是NumPy数组[6],同样被视为标量值6。 因此,plt.scatter(c[0], c[1])实际上等同于plt.scatter(5, 6),从而正确地绘制出单个点(5,6)。

注意事项与总结

  • plt.scatter(x, y)参数类型:
    • 当绘制单个点时,x和y应为标量值(例如,plt.scatter(5, 6))。
    • 当绘制多个点时,x和y应为等长的序列(例如,plt.scatter([1,2,3], [4,5,6]))。
  • NumPy数组索引:
    • array[:, 0]:这会从所有行中提取第0列,结果是一个一维NumPy数组。如果原数组是[[x],[y]],则array[:,0]会得到[x, y]。
    • array[0]:这会提取第0行。如果原数组是[[x],[y]],则array[0]会得到[x]。
    • array[0, 0]:这会提取第0行第0列的标量值。如果原数组是[[x],[y]],则array[0,0]会得到x。
  • 推荐做法: 当NumPy数组存储的是单个点的坐标时,为了清晰和避免混淆,建议直接通过索引获取标量值,例如 plt.scatter(c[0, 0], c[1, 0]),或者如果数组结构允许,使用 c[0] 和 c[1] 这种方式,它在大多数情况下也会被正确解释为标量。最重要的是确保传递给scatter函数的是单个的x和y坐标值,而不是包含多个x或y值的序列。

通过理解scatter函数的参数期望以及NumPy数组的索引行为,我们可以避免在绘制散点图时出现意外的多点现象,确保数据可视化的准确性。

相关专题

更多
python开发工具
python开发工具

php中文网为大家提供各种python开发工具,好的开发工具,可帮助开发者攻克编程学习中的基础障碍,理解每一行源代码在程序执行时在计算机中的过程。php中文网还为大家带来python相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

760

2023.06.15

python打包成可执行文件
python打包成可执行文件

本专题为大家带来python打包成可执行文件相关的文章,大家可以免费的下载体验。

639

2023.07.20

python能做什么
python能做什么

python能做的有:可用于开发基于控制台的应用程序、多媒体部分开发、用于开发基于Web的应用程序、使用python处理数据、系统编程等等。本专题为大家提供python相关的各种文章、以及下载和课程。

763

2023.07.25

format在python中的用法
format在python中的用法

Python中的format是一种字符串格式化方法,用于将变量或值插入到字符串中的占位符位置。通过format方法,我们可以动态地构建字符串,使其包含不同值。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

619

2023.07.31

python教程
python教程

Python已成为一门网红语言,即使是在非编程开发者当中,也掀起了一股学习的热潮。本专题为大家带来python教程的相关文章,大家可以免费体验学习。

1285

2023.08.03

python环境变量的配置
python环境变量的配置

Python是一种流行的编程语言,被广泛用于软件开发、数据分析和科学计算等领域。在安装Python之后,我们需要配置环境变量,以便在任何位置都能够访问Python的可执行文件。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

549

2023.08.04

python eval
python eval

eval函数是Python中一个非常强大的函数,它可以将字符串作为Python代码进行执行,实现动态编程的效果。然而,由于其潜在的安全风险和性能问题,需要谨慎使用。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

579

2023.08.04

scratch和python区别
scratch和python区别

scratch和python的区别:1、scratch是一种专为初学者设计的图形化编程语言,python是一种文本编程语言;2、scratch使用的是基于积木的编程语法,python采用更加传统的文本编程语法等等。本专题为大家提供scratch和python相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

709

2023.08.11

PHP WebSocket 实时通信开发
PHP WebSocket 实时通信开发

本专题系统讲解 PHP 在实时通信与长连接场景中的应用实践,涵盖 WebSocket 协议原理、服务端连接管理、消息推送机制、心跳检测、断线重连以及与前端的实时交互实现。通过聊天系统、实时通知等案例,帮助开发者掌握 使用 PHP 构建实时通信与推送服务的完整开发流程,适用于即时消息与高互动性应用场景。

11

2026.01.19

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
最新Python教程 从入门到精通
最新Python教程 从入门到精通

共4课时 | 5万人学习

Django 教程
Django 教程

共28课时 | 3.2万人学习

SciPy 教程
SciPy 教程

共10课时 | 1.2万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号