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"""

plot 集合 1

"""

print("------------------------------------------------------------") # 60個

# 共同

import os

import sys

import time

import math

import random

import numpy as np

import pandas as pd

import matplotlib.pyplot as plt

font_filename = "D:/_git/vcs/_1.data/______test_files1/_font/msch.ttf"

# 設定中文字型及負號正確顯示

# 設定中文字型檔

plt.rcParams["font.sans-serif"] = "Microsoft JhengHei" # 將字體換成 Microsoft JhengHei

# 設定負號

plt.rcParams["axes.unicode_minus"] = False # 讓負號可正常顯示

plt.rcParams["font.size"] = 12 # 設定字型大小

print("------------------------------------------------------------") # 60個

plt.figure(

num="plot 集合 1",

figsize=(12, 8),

dpi=100,

facecolor="whitesmoke",

edgecolor="r",

linewidth=1,

frameon=True,

)

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(231)

x = np.linspace(0, 10, 101)

def random_walk(xy0=(0.0, 0.0), nsteps=100, std=1.0):

xy = np.zeros((nsteps + 1, 2))

xy[0, :] = xy0

deltas = np.random.normal(loc=0.0, scale=std, size=(nsteps, 2))

xy[1:, :] = xy[0, :] + np.cumsum(deltas, axis=0)

return xy

for cnt in range(3):

traj = random_walk()

plt.plot(traj[:, 0], traj[:, 1], label="軌跡 : {c}".format(c=cnt))

plt.legend()

plt.title("Random Walk")

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(232)

N = 20

x = np.linspace(0, 6.4, N)

A = 0.8 # 雜訊的振幅

y = np.sin(x) + np.random.rand(1, len(x)) * A - A / 2 # 加入雜訊的點集 # y是numpy.ndarray格式

y = y.tolist()[0] # y 由 numpy.ndarray格式轉成list格式, 畫圖要用list格式

plt.plot(x, np.sin(x), "black") # 無雜訊

plt.plot(x, y, "r") # 有雜訊

plt.grid()

plt.title("畫雜訊範例 " + str(N) + " 點")

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(233)

filename = "_data/python_ReadWrite_CSV6_temperature.csv"

# 讀入氣溫資料

dat = pd.read_csv(filename, encoding="UTF-8")

n = len(dat) # 資料筆數

x = range(1, n + 1) # x軸的值（1～資料筆數）

# 氣溫

y = dat["平均氣溫"] # y軸的值（平均氣溫）

plt.plot(x, y) # 繪圖

# 區間大小:9 的移動平均

v = np.ones(9) / 9.0

y2 = np.convolve(y, v, mode="same") # 計算移動平均

plt.plot(x[4 : n - 4], y2[4 : n - 4]) # 繪圖

plt.title("繪製移動平均圖")

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(234)

# 描點畫圓

# 角度

th = np.arange(0, 360)

# 圓周上的點P座標

x = np.cos(np.radians(th))

y = np.sin(np.radians(th))

plt.plot(x, y, "red")

plt.axis("equal") # 軸比例

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(235)

# 繪製半徑300的圓（y >= 0）

# 圓的方程式

r = 300 # 半徑

x = np.arange(-r, r + 1) # x: -300～300

y = np.sqrt(r**2 - x**2) # y

plt.plot(x, y)

plt.axis("equal") # 軸比例

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(236)

print("畫點")

plt.plot(0, 0, "-o") # 在 (0, 1) 上畫一點

plt.plot(1.5, 1.5, "r-o")

plt.plot(2, -2, "g-o")

plt.plot(-2, -2, "b-o")

radius = 5

degrees = np.arange(0, 360)

x = radius * np.cos(np.radians(degrees))

y = radius * np.sin(np.radians(degrees))

plt.plot(x, y)

plt.axis("equal")

plt.title("畫點畫圓")

plt.show()

print("------------------------------------------------------------") # 60個

plt.figure(

num="plot 集合 2",

figsize=(12, 8),

dpi=100,

facecolor="whitesmoke",

edgecolor="r",

linewidth=1,

frameon=True,

)

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(231)

x = np.linspace(-2 * np.pi, 2 * np.pi, 100)

y = np.sinc(x)

plt.plot(x, y)

plt.margins(0.2, 0.2)

plt.title("有 margins設定 ")

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(232)

# 畫個函數, 標出正的部份!

# 把這個函數大於 0 的地方標示出來。

N = 30 + 1

x = np.linspace(-5, 5, N) # 含頭尾分成N個

y = np.sinc(x)

# print(x)

# print(y)

plt.plot(x, y, "black")

plt.plot(x[y > 0], y[y > 0], "ro")

# plt.scatter(x[y>0], y[y>0], c='r')

# print(plt.axis())

plt.title("只標出正的部分")

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(233)

# 畫出y=a^x的函數圖形 0<=x<=10

x = np.linspace(0, 10, 50)

y1 = 2**x

y2 = 2.5**x

y3 = 3**x

y4 = 3.5**x

# 加上圖表標題, 字體大小12, 靠右對齊

plt.title("y=a^x", fontsize=12, loc="right")

# 加上X軸標題(靠右對齊x=1.0為X軸最右)

# horizontalalignment,verticalalignment只是調整與x=1.0之相對位置)

plt.xlabel(

"x", fontsize=20, horizontalalignment="right", verticalalignment="top", x=1.0

)

# 加上X軸刻度範圍0~10(如果大小顛倒，圖形會左右鏡射)

plt.xlim(0, 10)

# 加上X軸刻度標示 0,1,...,10(只有整數),字體大小16

plt.xticks(list(range(0, 11, 1)), fontsize=16)

# 加上Y軸標題(靠上對齊y=1.0為Y軸最上)

# horizontalalignment,verticalalignment只是調整與y=1.0之相對位置)

plt.ylabel(

"y", fontsize=20, horizontalalignment="right", verticalalignment="bottom", y=1.0

)

# 加上Y軸刻度範圍0~1200(如果大小顛倒，圖形會上下鏡射)

plt.ylim(0, 1200)

# 加上Y軸刻度標示 0,100,200,...,1200(只有100的倍數),字體大小16

plt.yticks(list(range(0, 1201, 100)), fontsize=16)

# 設定曲線顏色、線條類型、寬度

# 設定顏色1:blue、green、red、cyan、magenta、yellow、black、white

# 設定顏色2:(R, G, B), 0<=R,G,B<=1

# 設定顏色3:#000000~#FFFFFF, RGB各二個十六進位 00~FF

# 設定線條型態:-、--、-.、:

# 設定線條寬度:1~20

# 設定點的形狀:.,ov^<>1234sp*hH+xDd|_

# 設定點的形狀:1~10

plt.plot(x, y1, color="cyan", marker="2", markersize=10)

plt.plot(x, y2, color=(0, 0, 1), linestyle=":", linewidth=2, marker="x", markersize=10)

plt.plot(x, y3, color="#FF0000", linestyle="-.", linewidth=3)

# 設定散佈圖顏色、形狀、大小

# 設定散佈圖點的形狀:.,ov^<>1234sp*hH+xDd|_

# 設定散佈圖點的大小

plt.scatter(x, y4, color="black", marker="x", s=10)

plt.grid() # 加上格線

# 加上註解

# xy箭頭座標,xytext文字座標, shrink

plt.annotate(

"y=2^x",

xy=(9.5, 800),

xytext=(8, 1100),

arrowprops=dict(color="cyan", shrink=0.01),

color="cyan",

)

# 加上圖例說明

plt.legend(["a=2", "a=2.5", "a=3", "a=3.5"], fontsize=20)

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(234)

x1 = np.linspace(0.1, 10, 99) # 建立含30個元素的陣列

x2 = np.linspace(0.1, 10, 99) # 建立含30個元素的陣列

y1 = [math.log2(x) for x in x1]

y2 = [math.log(x, 0.5) for x in x2]

plt.plot(x1, y1, label="基底 = 2")

plt.plot(x2, y2, label="基底 = 0.5")

plt.axis([0, 10, -5, 5])

plt.legend(loc="best") # 建立圖例

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(235)

print("畫出年收入圖")

# 讀入csv檔

filename = "_data/python_ReadWrite_CSV7_salary.csv"

dat = pd.read_csv(filename, encoding="UTF-8")

# 設定資料

x = dat["年齡"]

y = dat["年收入"]

plt.plot(x, y)

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(236)

print("描繪差額圖")

# 資料筆數

cnt = len(dat)

# 取差額

diff_y = []

for i in range(0, cnt - 1):

diff_y.append(y[i + 1] - y[i])

# 繪圖

plt.plot(x[1:], diff_y)

plt.show()

print("------------------------------------------------------------") # 60個

plt.figure(

num="plot 集合 3",

figsize=(12, 8),

dpi=100,

facecolor="whitesmoke",

edgecolor="r",

linewidth=1,

frameon=True,

)

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(231)

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(232)

# 把字典畫出來

animals = {

"鼠": 3,

"牛": 48,

"虎": 33,

"兔": 8,

"龍": 38,

}

plt.plot(range(len(animals.values())), animals.values())

plt.xticks(range(len(animals.values())), animals.keys(), rotation=30)

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(233)

t = np.arange(-6, 6, 0.1)

S = 1 / (1 + (np.e ** (-t)))

plt.plot(t, S)

plt.title("sigmoid函數")

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(234)

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(235)

print("------------------------------") # 30個

plt.subplot(236)

plt.show()

print("------------------------------------------------------------") # 60個

x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 200)

N = 20

plt.figure(figsize=(12, 8))

for i in range(N):

plt.subplot(221)

plt.plot(x, i * np.sin(x), color=plt.cm.hsv(i / N))

plt.subplot(222)

plt.plot(x, i * np.sin(x), color=plt.cm.rainbow(i / N))

plt.subplot(223)

plt.plot(x, i * np.sin(x), color=plt.cm.cool(i / N))

plt.subplot(224)

plt.plot(x, i * np.sin(x), color=plt.cm.hot(i / N))

plt.subplot(221)

plt.title("hsv")

plt.subplot(222)

plt.title("rainbow")

plt.subplot(223)

plt.title("cool")

plt.subplot(224)

plt.title("hot")

plt.show()

print("------------------------------------------------------------") # 60個

print("作業完成")

print("------------------------------------------------------------") # 60個

sys.exit()

print("------------------------------------------------------------") # 60個

plt.plot(seq, data1, "-*")

plt.plot(seq, data2, "m-o")

plt.plot(seq, data2, "-o")

plt.plot(seq, data3, "-^")

plt.plot(seq, data4, "-s")

plt.plot(x1, y1, "go-")

plt.plot(x2, y2, "m.-")

print("------------------------------") # 30個

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