使用 Matplotlib 在 Python 中绘制时间

Posted 2023-02-16

【中文标题】使用 Matplotlib 在 Python 中绘制时间

【英文标题】：Plotting time in Python with Matplotlib

【发布时间】：2010-12-07 03:24:17

【问题描述】：

我有一个格式为 (HH:MM:SS.mmmmmm) 的时间戳数组和另一个浮点数数组，每个数组对应于时间戳数组中的一个值。

我可以使用 Matplotlib 在 x 轴上绘制时间，在 y 轴上绘制数字吗？

我试图这样做，但不知何故它只接受浮点数组。我怎样才能让它绘制时间？我必须以任何方式修改格式吗？

【参考方案1】：

您必须首先将时间戳转换为 Python datetime 对象（使用 datetime.strptime）。然后使用date2num将日期转换为matplotlib格式。

使用plot_date 绘制日期和值：

import matplotlib.pyplot
import matplotlib.dates

from datetime import datetime

x_values = [datetime(2021, 11, 18, 12), datetime(2021, 11, 18, 14), datetime(2021, 11, 18, 16)]
y_values = [1.0, 3.0, 2.0]

dates = matplotlib.dates.date2num(x_values)
matplotlib.pyplot.plot_date(dates, y_values)

【讨论】：

它会绘制日期还是时间？我只想要转换为日期时间后的时间，年份设置为 1990 年。

"...在转换为日期时间时，年份设置为 1990"：您能否发布用于从字符串转换为日期时间的代码？转换可能有问题。回覆。图表标签的格式，请参阅 J. K. Seppänen 提供的 date_demo1 链接。顺便说一句，matplot lib 文档非常好。 matplotlib.sourceforge.net/index.html

plot_dates --> matplotlib.pyplot.plot_date(dates,values)

散点图怎么样？我想提供一个大小数组来确定分散气泡的大小，但没有等效的scatter_date()，也没有明显/直接的方法来获取此图。

以上返回一个包含一个对象类型的列表：matplotlib.lines.Line2D 对象。现在如何使用它来显示图表？

【参考方案2】：

您还可以使用pyplot.plot 绘制时间戳、值对（在从它们的字符串表示中解析它们之后）。 （使用 matplotlib 版本 1.2.0 和 1.3.1 测试。）

例子：

import datetime
import random
import matplotlib.pyplot as plt

# make up some data
x = [datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(hours=i) for i in range(12)]
y = [i+random.gauss(0,1) for i,_ in enumerate(x)]

# plot
plt.plot(x,y)
# beautify the x-labels
plt.gcf().autofmt_xdate()

plt.show()

生成的图像：

---

这里和散点图一样：

import datetime
import random
import matplotlib.pyplot as plt

# make up some data
x = [datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(hours=i) for i in range(12)]
y = [i+random.gauss(0,1) for i,_ in enumerate(x)]

# plot
plt.scatter(x,y)
# beautify the x-labels
plt.gcf().autofmt_xdate()

plt.show()

生成类似这样的图像：

【讨论】：

@andi 它应该像我的示例一样工作（将 plot 更改为 scatter）。

我不明白为什么这是我遇到的第 5 个问题，没有人真正尝试过 使用散点图 - 它不起作用。 Type Error - invalid type promotion.

@dwanderson 那么，也许你做错了什么。我在我的帖子中添加了一个散点图示例，其中 x 轴上有 datetime.datetime 对象。

对于网格添加plt.grid(True)

@AimForClarity 适用于 matplotlib.__version__ 2.2.2。不过，散点图默认设置了一些过宽的 x 限制。除了手动调整plt.xlim(...)：***.com/a/46467896/1025391

，这个答案似乎提供了一种解决方法

【参考方案3】：

7 年后，这段代码帮助了我。 但是，我的时间仍然没有正确显示。

使用 Matplotlib 2.0.0，我必须添加 Paul H 的 Editing the date formatting of x-axis tick labels in matplotlib 中的以下代码。

import matplotlib.dates as mdates
myFmt = mdates.DateFormatter('%d')
ax.xaxis.set_major_formatter(myFmt)

我将格式更改为 (%H:%M) 并且时间显示正确。

感谢社区。​​p>

【参考方案4】：

我在使用 matplotlib 版本时遇到了问题：2.0.2。从上面运行示例，我得到了一组居中堆叠的气泡。

我通过添加另一行“修复”了问题：

plt.plot([],[])

整个代码sn-p变成：

import datetime
import random
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.dates as mdates


# make up some data
x = [datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(minutes=i) for i in range(12)]
y = [i+random.gauss(0,1) for i,_ in enumerate(x)]

# plot
plt.plot([],[])
plt.scatter(x,y)

# beautify the x-labels
plt.gcf().autofmt_xdate()
myFmt = mdates.DateFormatter('%H:%M')
plt.gca().xaxis.set_major_formatter(myFmt)

plt.show()
plt.close()

这会产生一个气泡根据需要分布的图像。

【讨论】：

对我来说在 py2.6 上不起作用。我得到 ValueError: view limit minimum -0.05500000000000001 is less than 1 and is a invalid Matplotlib date value。如果您将非日期时间值传递给具有日期时间单位的轴，这通常会发生

解决奇怪的 x-lims 的方法是自己设置它们：***.com/questions/21423158/…

【参考方案5】：

尚未提及 Pandas 数据框。我想展示这些如何解决我的日期时间问题。我的日期时间精确到毫秒2021-04-01 16:05:37。我正在从 /proc 中提取 linux/haproxy 吞吐量，因此我可以根据自己的喜好对其进行真正的格式化。这非常适合将数据输入实时图形动画。

下面是 csv。 （忽略我在另一个图中使用的每秒数据包数列）

head -2 ~/data
date,mbps,pps
2021-04-01 16:05:37,113,9342.00
...

通过使用print(dataframe.dtype)，我可以看到数据是如何被读取的：

(base) ➜  graphs ./throughput.py
date      object
mbps      int64
pps       float64
dtype:    object

Pandas 将日期字符串作为“对象”拉入，这只是 char 类型。在脚本中按原样使用：

import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd

dataframe = pd.read_csv("~/data")

dates = dataframe["date"]
mbps = dataframe["mbps"]

plt.plot(dates, mbps, label="mbps")
plt.title("throughput")
plt.xlabel("time")
plt.ylabel("mbps")
plt.legend()
plt.xticks(rotation=45)

plt.show()

Matplotlib 呈现所有毫秒时间数据。我添加了plt.xticks(rotation=45) 来倾斜日期，但这不是我想要的。我可以将日期“对象”转换为 datetime64[ns]。哪个 matplotlib 知道如何渲染。

dataframe["date"] = pd.to_datetime(dataframe["date"]) 

这次我的日期是输入datetime64[ns]

(base) ➜  graphs ./throughput.py
date    datetime64[ns]
mbps             int64
pps            float64
dtype:          object

相同的脚本有 1 行差异。

#!/usr/bin/env python
import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd

dataframe = pd.read_csv("~/data")

# convert object to datetime64[ns]
dataframe["date"] = pd.to_datetime(dataframe["date"]) 

dates = dataframe["date"]
mbps = dataframe["mbps"]

plt.plot(dates, mbps, label="mbps")
plt.title("throughput")
plt.xlabel("time")
plt.ylabel("mbps")
plt.legend()
plt.xticks(rotation=45)

plt.show()

这可能不适合您的用例，但可能对其他人有所帮助。

【讨论】：

这为我节省了很多时间和挫折，感谢分享！知道如何让 x-lable 日期以日-月-年-小时-分钟的格式显示吗？

酷！是的，创建一个子图来访问 xaxis 属性。这是一条很难显示的评论，但从我上面的示例中添加 fig,ax = plt.subplots() 并在 .show() 之前添加 date_form = DateFormatter("%d-%m-%Y-%H-%M") 和 ax.xaxis.set_major_formatter(date_form)