Python初心者：Matplotlibでグラフを作ってみる

Python初心者、グラフ作成にチャレンジしてみました。

ブログの検索順位取得ツールをPythonで作ろうとしています。

今までは、Google検索し順位を取ってきてExcelに書き出す部分の作成をしてきました。

今回は、順位の変動をプロットする機能を作っていきます。

グラフってgnuplotかExcelで作ることがほとんどだった私。
うまくPythonでグラフ作成できるでしょうか・・・

Matplotlibをインストール

Pythonでグラフを作成するには、「Matplotlib」というモジュールが必要なので、いつものようにpipでインストールしました。

Matplotlibは今までと違ってブワッと何行も状況が表示されましたが、普通にインストール成功しました。

とりあえずグラフを作ってみる

まずは基本的なグラフを作ってみたいと思います。

x軸が日付、y軸がブログ順位の折れ線グラフで、データはソースで設定しちゃいます。

グラフを描画するソースコード

まず、こちらのコードを書いてグラフを表示させてみました。

x軸のフォーマット以外は全てデフォルトのグラフとなります。

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

x = [datetime.datetime(2019,6,27) + datetime.timedelta(days=i) for i in range(5)]
y = [4,5,8,7,5]

plt.plot(x,y)
#x軸フォーマット設定
plt.gca().xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%m/%d'))

plt.show()

Matplotlibのdatesは、x軸に日付を使いたいのでインポートしました。

x軸のデータはdatetime関数で2019/6/27から5日間としました。
y軸は適当な数値で、ブログ検索順位を模擬しています。

グラフの作成は

plt.plot(x,y)
plt.show()

でできます。

今回はx軸が日付なので、フォーマットを指定してあげます。

plt.gca().xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%m/%d'))

「set_major_formatter」が主目盛り（大目盛り）の設定になります。

できたグラフ

上記のコードで表示してみたグラフは、こうなりました。

なるほど。
とりあえずグラフは作れました。

x軸の目盛り間隔が嫌ですね～
グリッド線も欲しいところ。
改善したい箇所がいくつかあります。

好みのグラフになるように、軸や目盛りをカスタマイズしてみます。

軸や目盛りの設定をしてみる

デフォルトで作られたグラフでは見栄えが良くないので、軸や目盛りをカスタマイズしていきます。

軸や目盛りをカスタマイズ

プロットするデータは同じです。

見栄えを改良したコードがこちら。

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

#プロットするデータを設定
x = [datetime.datetime(2019,6,27) + datetime.timedelta(days=i) for i in range(5)]
y = [4,5,8,7,5]

plt.plot(x,y)

#get current axes
ax = plt.gca()

#x軸フォーマット設定
ax.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%m/%d'))
#x軸の間隔を日に
ax.xaxis.set_major_locator(mdates.DayLocator())
#y軸の間隔を１に
ax.yaxis.set_major_locator(ticker.MultipleLocator(1))
#目盛りを内側に
ax.tick_params(direction = 'in')


#y軸の範囲
plt.ylim(ymin=0)  #ymaxは変えずに、yminだけ変更

#軸ラベル
plt.xlabel('day')
plt.ylabel('rank')

#grid追加(点線に設定)
plt.grid(linestyle= '--')

plt.show()

追加箇所は以下です。

目盛り間隔

軸の目盛り間隔が、デフォルトだと分かりずらいですね。
x軸は同じ日付が2個ずつですし、y軸も0.5ずつである必要はないので、目盛り間隔を変えてみます。

#get current axes
ax = plt.gca()

#x軸の間隔を日に
ax.xaxis.set_major_locator(mdates.DayLocator())
#y軸の間隔を１に
ax.yaxis.set_major_locator(ticker.MultipleLocator(1))

このコードで間隔を設定できます。

まず、「plt.gca()」でグラフの指定をしておきます。

きちんと理解できていないのですが、一度に複数のグラフを作成する場合もあるため、
この操作はグラフを指定するために行われているっぽいです。
（間違った理解ならすみません）

軸目盛の設定（ここでは主目盛りの設定）は「set_major_locator」で行います。
引数にただの数値（１だけ）を入れればいいのではなく、「ticker.MultipleLocator(1)」としないといけないのがポイント。

目盛り線の方向

デフォルトでは目盛り線が枠の外側に出ていますが、私は内側に向いている方が好きなので、変更してみます。

ax.tick_params(direction = 'in')

これで内側に向いた目盛りになります。

ちなみに、外側に指定するなら「out」、内側と外側両方に出た目盛り線を指定するなら「inout」となります。

y軸の範囲

y軸の最小値が４なのが個人的に嫌なので、最小値のみ設定してみます。

y軸の最小値を0にするのは

plt.ylim(ymin=0)

ちなみに、最小値と最大値の両方を設定するのは

plt.ylim(0,10)

とすればOK。（例は最小が０、最大が10となるようなコード）

軸ラベル

軸ラベルが書かれていないと、何のデータなのか分からないですよね。
昔から（大学でも仕事でも）軸ラベルは必ず入れるようにしています。

軸ラベルの設定方法は

plt.xlabel('x軸のラベル')
plt.ylabel('y軸のラベル')

日本語を表示するにはフォントの設定が必要だそうで、面倒なので英語にしました。

グリッド線

グリッド線（目盛り線）を追加します。

デフォルトのグリッド線（灰色の線）でよければ

plt.grid()

でOK。

今回は点線にしたいので、線のスタイルを指定しました。
線スタイル指定は、グリッドの引数に「linestyle=」で設定します。

スタイルの指定方法はこちらが参考になりました。
参考：matplotlibによる線種や色などの指定方法

plt.grid(linestyle= '--')

できたグラフ

カスタマイズを施したグラフはこのようになりました。

うん、見栄えが良くなりました。

初めてPythonでグラフを作ったので、今回はこの辺でよしとします。

ブログ検索順位取得ツールの機能（検索、Excel書き出し、グラフ作成）はほぼできたので、次はいよいよGUI操作画面の作成に入ります。

PythonでGUI・・・大変なのかどうかも分からない未知の世界
レッツ・ラ・チャレンジ！

んじゃ、また～