آموزش Matplotlib

Matplotlib یکی از راه‌حل‌های مصور سازی داده برای کاربران آموزش پایتون مقدماتی است که باید داده‌های خود را تجسم کنند تا نتیجه‌گیری‌های آماری ضروری را انجام دهند. matplotlib نوعی بسته ترسیم به‌حساب می‌آید که برای کاربران پایتون بسیار مفید است. این دوره آموزش matplotlib به شما کمک می‌کند که مهارت‌های مصور سازی داده‌ها را در پایتون به نحو احسن بیاموزید. Matplotlib شامل طیف گسترده‌ای از ابزارهای گرافیکی بوده و استفاده از آن ساده است.

قبل از اینکه به معرفی دوره آموزش matplotlib بپردازیم ابتدا لازم است که مقدمه‌ای در رابطه با matplotlib و ویژگی‌ها و کاربردهای آن به گفتگو بپردازیم.

مقدمه‌ای بر Matplotlib

مصور سازی داده‌ها یکی از مهارت‌های مهمی است که از دانشمندان داده انتظار می‌رود. از تکنیک‌های مصور سازی می‌توان برای درک و رسیدگی به اکثر چالش‌های تجاری استفاده کرد. تجزیه‌وتحلیل داده‌های اکتشافی (EDA) و نمودارهای گرافیکی دو جزء اصلی مصور سازی هستند. مصور سازی مؤثر به کاربران در درک روند داده‌ها و حل مشکلات تجاری به‌طور مؤثرتر کمک می‌کند. یکی دیگر از مزایای مصور سازی داده این است که داده‌های پیچیده را به شیوه‌ای خواناتر کاهش می‌دهد. در دوره آموزش matplotlib شما به این مهارت‌ها تسلط کامل پیدا می‌کنید.

درک بصری برای اکثر مردم به‌طور قابل‌توجهی ساده‌تر از متن به‌حساب می‌آید. تجسم مؤثرترین ابزار ارتباطی برای تجزیه‌وتحلیل و تفسیر داده‌ها است. این به مشتریان اجازه می‌دهد تا به‌سرعت حجم وسیعی از داده‌ها را تفسیر کنند. روندها، همبستگی‌ها، الگوها، توزیع‌ها و غیره همگی از طریق مصور سازی داده‌ها بهتر قابل‌درک هستند.

برای مصور سازی داده‌ها، ابزارها و فناوری‌های متعددی در بازار موجود است که پایتون محبوب‌ترین آن‌ها به‌حساب می‌آید. پایتون کتابخانه‌های زیادی برای مصور سازی داده‌ها دارد. تعدادی از برجسته‌ترین کتابخانه matplotlib گرافیکی برای رسم نمودار در پایتون و مصور سازی داده‌ها عبارت‌اند از:

• Matplotlib
• Seaborn
• Pandas visualization
• Plotly

Matplotlib در پایتون چیست؟

Matplotlib کتابخانه اصلی نموداری زبان برنامه‌نویسی پایتون است و در بین بسته‌های تجسم پایتون، بیشترین استفاده را دارد که در این دوره آموزش Matplotlib با جنبه‌های مختلف آن آشنا خواهیم شد.

Matplotlib در انواع عملیات فوق‌العاده سریع است. این می‌تواند مصور سازی را به همه فرمت‌های محبوب ازجمله PDF، SVG ،JPG ،PNG ،BMP و GIF صادر کند.

این کتابخانه می‌تواند نمودارهای خطی، نمودارهای پراکنده، هیستوگرام، نمودار میله‌ای، نمودار خطا، نمودار دایره‌ای، نمودار جعبه و بسیاری از سبک‌های تجسم دیگر ایجاد کند. رسم نمودار سه‌بعدی نیز با Matplotlib امکان‌پذیر است. Matplotlib برای رسم چندین نمودار به‌عنوان پایه‌ای برای چندین کتابخانه پایتون عمل می‌کند. به‌عنوان‌مثال، Matplotlib برای ساخت پانداها و Seaborn استفاده می‌شود. آن‌ها دسترسی به متدهای Matplotlib را با کد کمتر امکان‌پذیر می‌کنند.

جان‌هانتر پروژه Matplotlib را در سال 2002 پایه‌گذاری کرد. Matplotlib در طول مطالعه پسا دکتری در نوروبیولوژی برای نشان دادن داده‌های الکتروکورتیکوگرافی (ECoG) از بیماران صرعی ایجاد شد.

Matplotlib، یک ابزار ترسیم منبع باز برای زبان برنامه‌نویسی پایتون، به پرکاربردترین کتابخانه رسم تبدیل‌شده است. از آن برای مصور سازی داده‌ها در طول فرود فضاپیمای فونیکس در سال 2008 استفاده شد. در دوره آموزش Matplotlib در پایتون قرار است که ما با صفر تا صد این کتابخونه به‌صورت پروژه محور آشنا شویم و از آن در جهت راه‌اندازی و پیشبرد پروژه‌های کوچک و بزرگ خود استفاده کنیم.

چرا Matplotlib این‌قدر محبوب است؟

محبوبیت Matplotlib برای رسم را می‌توان به شرح زیر توضیح داد:

• برای مبتدیان، ساده و سرراست است.
• این کتابخانه متن‌باز و رایگان است.
• Matplotlib بسیار سفارشی و قوی است.
• Matplotlib در کار با فریم‌های داده و آرایه‌ها بسیار خوب عمل کرده و اجسام به‌عنوان اشیا در نظر گرفته می‌شوند. همچنین این ابزار دارای تعدادی API ترسیم حالتی است. درنتیجه می‌توان از روش‌هایی مانند plot بدون هیچ پارامتری استفاده کرد.
• کسانی که قبلاً از متلب یا سایر ابزارهای نموداری استفاده کرده‌اند، استفاده از Matplotlib را آسان‌تر می‌دانند.
• Matplotlib را می‌توان در زمینه‌های مختلفی استفاده کرد، مانند اسکریپت‌های پایتون، پوسته‌های پایتون و Ipython و نوت بوک های Jupyter.
• Matplotlib نوعی کتابخانه رسم نمودار دوبعدی است. بااین‌حال، چندین برنامه افزودنی برای آن وجود دارد که می‌توان از آن‌ها برای تولید تجسم‌های پیچیده مانند نمودارهای سه‌بعدی و غیره استفاده کرد.
• این کتابخانه عکس‌ها و طرح‌های با کیفیت بالا را در قالب‌های مختلف ازجمله png ،pdf و pgf ارائه می‌دهد.
• matplotlib جنبه‌های متعدد یک شکل، ازجمله DPI، رنگ شکل و اندازه شکل را کنترل می‌کند.

محبوبیت روزافزون این کتابخانه نیاز مبرم به آموزش Matplotlib را بیش‌ازپیش افزایش داده و دوره آموزش Matplotlib برای این هدف تدوین و طراحی‌شده است.

ویژگی‌های Matplotlib

Matplotlib دارای ویژگی‌های متعددی است که ازجمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• این بسته مصور سازی داده برای زبان برنامه‌نویسی پایتون است.
• این روش اساسی‌ترین و پرکاربردترین روش برای ترسیم داده‌ها در پایتون است.
• این بسته شامل ابزارهایی برای ایجاد نمودارها و شکل‌های استاندارد انتشار در تعدادی از فرمت‌ها و محیط‌های صادراتی (pycharm، jupyter notebook) در سراسر پلتفرم‌ها است.
• این بسته شامل یک رابط رویه‌ای به نام Pylab بوده که قرار است مانند MATLAB، یک‌زبان برنامه‌نویسی محبوب در بین دانشمندان و محققان، رفتار کند. MATLAB یک برنامه تجاری است که منبع باز نیست.
• از آنجایی‌که به کاربران امکان کنترل کامل بر روی فونت‌ها، خطوط، رنگ‌ها، سبک‌ها و ویژگی‌های محورها را می‌دهد، با ترسیم MATLAB قابل‌مقایسه و حتی بهتر از آن است.
• Matplotlib با NumPy ممکن است نسخه متن‌باز MATLAB در نظر گرفته شود.
• این‌یک رویکرد عالی برای ایجاد گرافیک استاتیک با کیفیت بالا برای انتشارات و ارائه‌های حرفه‌ای است.
• همچنین با انواع کتابخانه‌ها و بسته‌های شخص ثالث مختلف کار می‌کند و به matplotlib اجازه می‌دهد تا قابلیت‌های خود را گسترش دهد.
• واضح است که matplotlib با کتابخانه‌های شخص ثالث سازگار، ابزارهای قدرتمندی برای تجسم انواع داده‌ها در اختیار کاربران قرار می‌دهد.

در مکتب خونه انواع دوره آموزش برنامه نویسی و آموزش پایتون به عنوان مکمل و پیش نیاز این دوره موجود است.

کاربردهای Matplotlib

Matplotlib کاربردهای بسیار متنوع و مختلفی را ارائه می‌دهد که به این کاربردها به‌صورت پروژه محور در دوره آموزش Matplotlib اشاره‌ شده است. ازجمله مهم‌ترین کاربردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• Matplotlib ارقام قابل‌توجهی را در تعدادی از فرمت‌های فیزیکی و گرافیکی در پلتفرم‌های مختلف ایجاد می‌کند.
• Matplotlib نوعی کتابخانه پایتون است که می‌تواند در اسکریپت‌ها استفاده شود.
• Matplotlib یک کتابخانه Python/IPython است که می‌تواند در پوسته‌ها استفاده شود.
• سرورهای برنامه وب می‌توانند از Matplotlib استفاده کنند.
• Matplotlib یک جعبه‌ابزار رابط کاربری گرافیکی بوده که ممکن است در انواع جعبه‌ابزار رابط گرافیکی استفاده شود.

انواع نمودارها در Matplotlib در پایتون

Matplotlib طیف گسترده‌ای از روش‌ها و توابع را برای تولید انواع مختلف نمودارها ارائه می‌دهد. در دوره آموزش Matplotlib همه نمودارهای قابل رسم در Matplotlib موردبحث و گفتگو قرار گرفته‌اند:

اجازه دهید نگاهی به چند مورد از آن‌ها بیندازیم:

1. نمودار خطی: این ساده‌ترین نمودار از تمام نمودارها است. متد plot()‎ برای رسم نمودار خطی استفاده می‌شود.

2. Subplots: تابع subplot()‎ برای ایجاد نمودار برای مقایسه طرح‌ها استفاده می‌شود.

3. تصاویر: همچنین می‌تواند تصاویر را با کمک تابع imshow در Matplotlib ایجاد کند.

4. هیستوگرام: برای تولید هیستوگرام، می‌توان از متدهای hist در Matplotlib استفاده کرد.

5. مسیرها: مسیرهای دلخواه را می‌توان با کمک ماژول matplotlib.path به Matplotlib اضافه کرد.

6. نمودار میله‌ای: تابع bar هنگام ترسیم نمودارهای میله‌ای استفاده می‌شود. با استفاده از این روش می‌توان نمودارهای میله‌ای را به‌صورت افقی یا عمودی بر اساس نیاز خود سفارشی کرد.

7. نمودار دایره‌ای: برای تولید نمودار دایره‌ای باید از متد pie استفاده کرد.

8. جداول: تابع table به فرد اجازه می‌دهد تا جدولی برای طبقه بندی سیستماتیک داده‌ها اضافه کند.

9. نمودار پراکندگی: برای تولید نمودار پراکندگی، از تابع scatter استفاده می‌شود. همچنین می‌توان از آرگومان‌های اختیاری اندازه و رنگی که این تابع باید ارائه کند استفاده کرد.

10. منحنی‌های پر شده: تابع fill به فرد اجازه می‌دهد منحنی ها و چند ضلعی های پر شده را رسم کند.

11. نمودارهای لاگ: توابعی مانند semilogx ،semiology و loglog رسم نمودارهایی را که شامل توابع لگاریتمی هستند، آسان‌تر می‌کند.

12. پلات قطبی: برای تولید نمودارهای قطبی از تابع polar استفاده می‌شود.

13. مدیریت تاریخ: Matplotlib به شما این امکان را می‌دهد که داده‌های سری زمانی را با هر hassel به راحتی ترسیم کنید.

14. نمودارهای جریان: این نمودارها برای ترسیم فیلدهای برداری در نظر گرفته شده اند. برای رسیدن به این هدف از تابع streamplot استفاده می‌شود.

15. ماژول pyplot: برای کار با آرایه‌ها و ریاضیات از ماژول pyplot در Matplotlib استفاده می‌شود.

16. نمودار جعبه ای یا Box plot: از Matplotlib می‌توان برای رسم انواع نمودار جعبه ای استفاده کرد.

17. و بسیاری از امکانات دیگر

در دوره آموزش Matplotlib موارد گفته شده و بسیاری از موارد دیگر آموزش داده خواهند شد.

مزایای Matplotlib

در زیر برخی از مزایای Matplotlib آورده شده است:

• درک ساده و آسان برای مبتدیان.
• استفاده از آن برای افرادی که تجربه قبلی با Matlab یا سایر ابزارهای ترسیم نمودار را داشته‌اند آسان‌تر است.
• تصاویر و نمودارهای با کیفیت بالا را در فرمت‌های مختلف مانند png ،pdf ،pgf و غیره ارائه می‌دهد.
• کنترل عناصر مختلف یک شکل مانند DPI، رنگ شکل، اندازه شکل را فراهم می‌کند.

چگونه این فناوری Matplotlib به شما در رشد شغلی شما کمک می‌کند؟

با افزایش تقاضا برای تجزیه‌وتحلیل داده‌ها و علم داده، ابزارهایی مانند matplotlib برای مطالعه رفتار و الگوی داده‌ها موردنیاز است. از امروز، پایتون درزمینهٔ هوش مصنوعی، علم داده و تجزیه‌وتحلیل بر صنعت تسلط دارد. برای کسی که با پایتون آشنایی دارد، داشتن دانش کتابخانه‌هایی مانند matplotlib به رشد حرفه‌ای کمک می‌کند.

دوره آموزش Matplotlib

در دوره موزش Matplotlib، کتابخانه اصلی رسم در پایتون یعنی Matplotlib و تمام اطلاعات اولیه و تکمیلی آن در مورد انواع مختلف نمودارها برای تجزیه‌وتحلیل آماری که معمولاً استفاده می‌شود، موردبحث قرار داده خواهد شد.

همچنین در دوره آموزش Matplotlib نحوه سفارشی کردن شکل یا تغییر اندازه آن و همچنین نحوه تزئین طرح‌ها با استفاده از آرگومان‌های مختلف بحث خواهد شد.

به‌عنوان متخصصان داده (ازجمله تحلیلگران داده، دانشمندان داده، مهندسان هوش مصنوعی و یادگیری ماشین وغیره) در برخی مواقع همه آن‌ها باید داده‌ها را ترسیم کنند و یافته‌ها را ارائه دهند، بنابراین منبع برای یادگیری آن استفاده از دوره‌های آموزشی است که دوره آموزش Matplotlib یکی از بهترین دوره‌های آموزش Matplotlib در زبان فارسی به‌حساب می‌آید.

سرفصل‌های دوره آموزش Matplotlib

1. رسم نمودار histogram در Matplotlib

2. رسم نمودارهای boxplot و violinplot در Matplotlib

3. رسم نمودارهای scatterplot و bubbleplot در Matplotlib

4. رسم نمودار correlogram در Matplotlib

5. رسم نمودارهای linechart و areachart در Matplotlib

6. رسم نمودارهای barplot و pieplot در Matplotlib

7. کدهای دوره آموزش Matplotlib

در دوره آموزش برنامه‌نویسی Matplotlib شما به‌صورت کاملاً حرفه‌ای با این کتابخانه قادر خواهید بود تعامل برقرار کنید و آن را در پروژه‌های کوچک و بزرگ خود به کار ببرید.