【matplotlib】 Python で折れ線グラフを描く方法。

公開日： 2020/07/10 : Python Matplotlib, python, ラベル, 幅変更, 折れ線グラフ, 破線, 軸

今回は、Python の matplotlib というライブラリを使って簡単に折れ線グラフを描く方法を紹介します。

matplotlib では「Figure」と「Axes」オブジェクトが主要になります。１番上の層が Figure で、Figure オブジェクト上に複数の Axes オブジェクトを使ってグラフをプロットしていくイメージになります。

今回は、映画データを使って、年間の映画制作費の中央値を年ごとにプロットしていく折れ線グラフを作ります。

jupyter を使ってブラウザ上に直接描画させました。

Contents

1 データ準備
2 デフォルトの折れ線グラフ描画
3 グラフのサイズを指定
4 描画の線を破線に変更
5 横軸・縦軸にラベルを付ける
6 参考書籍

データ準備

まず、データを読み込みます。

import pandas as pd
movie = pd.read_csv('data/movie.csv')
movie

import pandas as pd

movie = pd.read_csv('data/movie.csv')

movie

次に、年ごとの映画制作費の中央値を求めます。

med = movie.groupby('title_year')['budget'].median()  / 1e6
med

1 2	med = movie.groupby('title_year')['budget'].median() / 1e6 med

映画制作費は「1e6」で割って桁数を落としています。

以下のように、Series 型で返ります。

title_year
1916.0     0.385907
1920.0     0.100000
1925.0     0.245000
1927.0     6.000000
1929.0     0.379000
             ...   
2012.0    17.000000
2013.0    20.000000
2014.0    15.000000
2015.0    14.400000
2016.0    22.500000
Name: budget, Length: 91, dtype: float64

title_year

1916.0 0.385907

1920.0 0.100000

1925.0 0.245000

1927.0 6.000000

1929.0 0.379000

...

2012.0 17.000000

2013.0 20.000000

2014.0 15.000000

2015.0 14.400000

2016.0 22.500000

Name: budget, Length: 91, dtype: float64

横軸と縦軸のデータをそれぞれ array 型で取得します。

横軸は「年」になります。

years = med.index.values
years

1 2	years = med.index.values years

array([1916., 1920., 1925., 1927., 1929., 1930., 1932., 1933., 1934.,
       1935., 1936., 1937., 1938., 1939., 1940., 1941., 1942., 1943.,
       1944., 1945., 1946., 1947., 1948., 1949., 1950., 1951., 1952.,
       1953., 1954., 1955., 1956., 1957., 1958., 1959., 1960., 1961.,
       1962., 1963., 1964., 1965., 1966., 1967., 1968., 1969., 1970.,
       1971., 1972., 1973., 1974., 1975., 1976., 1977., 1978., 1979.,
       1980., 1981., 1982., 1983., 1984., 1985., 1986., 1987., 1988.,
       1989., 1990., 1991., 1992., 1993., 1994., 1995., 1996., 1997.,
       1998., 1999., 2000., 2001., 2002., 2003., 2004., 2005., 2006.,
       2007., 2008., 2009., 2010., 2011., 2012., 2013., 2014., 2015.,
       2016.])

array([1916., 1920., 1925., 1927., 1929., 1930., 1932., 1933., 1934.,

1935., 1936., 1937., 1938., 1939., 1940., 1941., 1942., 1943.,

1944., 1945., 1946., 1947., 1948., 1949., 1950., 1951., 1952.,

1953., 1954., 1955., 1956., 1957., 1958., 1959., 1960., 1961.,

1962., 1963., 1964., 1965., 1966., 1967., 1968., 1969., 1970.,

1971., 1972., 1973., 1974., 1975., 1976., 1977., 1978., 1979.,

1980., 1981., 1982., 1983., 1984., 1985., 1986., 1987., 1988.,

1989., 1990., 1991., 1992., 1993., 1994., 1995., 1996., 1997.,

1998., 1999., 2000., 2001., 2002., 2003., 2004., 2005., 2006.,

2007., 2008., 2009., 2010., 2011., 2012., 2013., 2014., 2015.,

2016.])

縦軸は「映画制作費」になります。

budget = med.values
budget

1 2	budget = med.values budget

array([ 0.385907 ,  0.1      ,  0.245    ,  6.       ,  0.379    ,
        3.95     ,  0.8      ,  0.3195   ,  0.325    ,  0.609    ,
        1.35     ,  2.       ,  1.822368 ,  2.8      ,  1.947    ,
        1.25     ,  0.95     ,  2.627    ,  2.361    ,  1.696377 ,
        3.18     ,  2.3      ,  3.35     ,  1.3      ,  3.768785 ,
        2.295429 ,  2.5408   ,  1.45     ,  3.5      ,  1.2      ,
        4.       ,  1.675    ,  3.       ,  3.5      ,  3.       ,
        3.       ,  2.       ,  3.3432925,  2.4      ,  8.2      ,
        2.       ,  3.5      ,  2.5      ,  6.       ,  7.358473 ,
        2.5      ,  1.7      ,  4.638783 ,  2.7      ,  4.7      ,
        4.1      , 10.       , 11.       , 11.5      , 10.       ,
       10.       , 10.85     , 12.       , 12.5      , 12.305523 ,
       14.4      , 13.       , 11.5      , 14.5      , 25.5      ,
       20.       , 25.       , 15.       , 25.       , 28.       ,
       26.       , 30.       , 24.5      , 22.       , 24.       ,
       26.       , 20.       , 24.5      , 25.       , 25.       ,
       19.4      , 20.       , 25.       , 18.965    , 20.       ,
       23.5      , 17.       , 20.       , 15.       , 14.4      ,
       22.5      ])

array([ 0.385907 , 0.1 , 0.245 , 6. , 0.379 ,

3.95 , 0.8 , 0.3195 , 0.325 , 0.609 ,

1.35 , 2. , 1.822368 , 2.8 , 1.947 ,

1.25 , 0.95 , 2.627 , 2.361 , 1.696377 ,

3.18 , 2.3 , 3.35 , 1.3 , 3.768785 ,

2.295429 , 2.5408 , 1.45 , 3.5 , 1.2 ,

4. , 1.675 , 3. , 3.5 , 3. ,

3. , 2. , 3.3432925, 2.4 , 8.2 ,

2. , 3.5 , 2.5 , 6. , 7.358473 ,

2.5 , 1.7 , 4.638783 , 2.7 , 4.7 ,

4.1 , 10. , 11. , 11.5 , 10. ,

10. , 10.85 , 12. , 12.5 , 12.305523 ,

14.4 , 13. , 11.5 , 14.5 , 25.5 ,

20. , 25. , 15. , 25. , 28. ,

26. , 30. , 24.5 , 22. , 24. ,

26. , 20. , 24.5 , 25. , 25. ,

19.4 , 20. , 25. , 18.965 , 20. ,

23.5 , 17. , 20. , 15. , 14.4 ,

22.5 ])

デフォルトの折れ線グラフ描画

Figure と Axes オブジェクトを取得し、Axes オブジェクトにプロットしていきます。

fig, ax = plt.subplots(nrows=1, ncols=1)
ax.plot(years, budget)

1 2	fig, ax = plt.subplots(nrows=1, ncols=1) ax.plot(years, budget)

以下のように折れ線グラフが描画できました。

１番シンプルな折れ線グラフが簡単に描画できましたが、もう少し見やすくしていきます。

グラフのサイズを指定

figsize を変更してグラフの横幅を広げてみます。

fig, ax = plt.subplots(figsize=(14,4), nrows=1, ncols=1)
ax.plot(years, budget)

1 2	fig, ax = plt.subplots(figsize=(14,4), nrows=1, ncols=1) ax.plot(years, budget)

描画の線を破線に変更

linestyle を指定して描画線の種類を変えていきます。グラフを重ねたりするときに見やすいですよね。

今回は線のスタイルを記号で指定しました。記号の方が文字より直感的に分かるので使いやすそうだと感じました。

「linestyle=’–‘」とすると破線になります。

fig, ax = plt.subplots(figsize=(14,4), nrows=1, ncols=1)
ax.plot(years, budget, linestyle='--')

1 2	fig, ax = plt.subplots(figsize=(14,4), nrows=1, ncols=1) ax.plot(years, budget, linestyle='--')

さらに細かい破線にしてみます。

「linestyle=’:’」とすると細かくなります。

fig, ax = plt.subplots(figsize=(14,4), nrows=1, ncols=1)
ax.plot(years, budget, linestyle=':')

1 2	fig, ax = plt.subplots(figsize=(14,4), nrows=1, ncols=1) ax.plot(years, budget, linestyle=':')

横軸・縦軸にラベルを付ける

「set_xlabel」「set_ylabel」を指定して横軸と縦軸にラベルを付けます。ちなみに、ラベルに日本語を指定すると文字化けしました。

fig, ax = plt.subplots(figsize=(14,4), nrows=1, ncols=1)
ax.plot(years, budget)
ax.set_xlabel('Median Movie Budget', fontsize=20)
ax.set_ylabel('Millions of Dollars', fontsize=20)