階梯折線圖 Step Chart

這篇教學會使用 matplotlib pyplot 模組裡的 step() 方法，將資料繪製成階梯折線圖 ( Step Chart )，並進一步介紹 step() 的相關用法。

本篇使用的 Python 版本為 3.7.12，所有範例可使用 Google Colab 實作，不用安裝任何軟體 ( 參考：使用 Google Colab )

import matplotlib

要進行本篇的範例，必須先載入 matplotlib 函式庫的 pyplot 模組，範例將其獨立命名為 plt。

import matplotlib.pyplot as plt

pyplot.step() 參數說明

pyplot.step() 常用的參數如下表所示 ( 完整參數參考：matplotlib.pyplot.step )：

繪製第一張階梯折線圖

下方的程式碼，執行後會根據數據資料畫出階梯折線圖。

import matplotlib.pyplot as plt

x = [1,2,3,4,5]
y = list(range(10,100,20))   # 產生 10～100 間隔 20 的數字
plt.step(x,y)
plt.show()

額外設定 step() 的參數，就能讓階梯折線圖有更多變化，下方的例子設定顏色 color、線條寬度 linewidth 和線條樣式 linestyle。

import matplotlib.pyplot as plt

x = [1,2,3,4,5]
y = list(range(10,100,20))
plt.step(x,y,color='r',linewidth=5,linestyle='--')
plt.show()

多組數據的階梯折線圖

如果有多組數據需要同時呈現，可以獨立繪製每組階梯折線圖，完成後再使用 show() 的方式顯示散布圖，下方的例子會呈現三組階梯折線圖，同時設定不同的 where 參數 ( 可觀察出起始點與終點位置的不同 )。

import matplotlib.pyplot as plt

x = [1,2,3,4,5]
y1 = list(range(10,110,20))
y2 = list(range(40,140,20))
y3 = list(range(70,170,20))
plt.step(x,y1,color='r')
plt.step(x,y2,color='g',where='mid')
plt.step(x,y3,color='b',where='post')
plt.show()

搭配 NumPy 階梯折線圖

由於 matplotlib 能完美的和 NumPy 整合，所以能透過 NumPy 強大的處理或產生數據能力，快速產生許多繪圖用的數據，下方的例子，使用 NumPy 產生 100～1000 隨機十個數字，使用 matplotlib 繪製出結果。

參考：random.randint()

from numpy import random
import matplotlib.pyplot as plt
x = range(0,10)                    # 產生 0～9 共十個數字
y = random.randint(100,1000,10)    # 產生 100～1000 隨機十個數字
plt.step(x,y)                      # 繪製階梯折線圖
plt.plot(x,y,'o--', color='grey',alpha=0.3)    # 繪製折線圖
plt.show()

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