如何在Python的Matplotlib中绘制累积分布函数(cdf)?
累积分布函数(Cumulative Distribution Function, CDF)是指随机变量的分布函数在某个点的取值,在统计分析中常用来描述一组数据的累积概率分布情况,可以让我们更加直观地了解数据集的分布特点。
在Python中,我们可以使用Matplotlib库来绘制CDF曲线。下面我们将介绍如何使用Python的Matplotlib库绘制CDF曲线。
创建随机数据集
为了演示如何绘制CDF曲线,我们需要先创建一个随机数据集。我们可以使用NumPy库的随机数生成函数来生成一个随机数据集。
import numpy as np
data = np.random.normal(size=1000)
使用上面的代码,我们生成了一个包含了1000个服从标准正态分布的随机数的数据集。
绘制CDF曲线
然后,我们可以使用Matplotlib库中的pyplot子库来绘制CDF曲线。在Matplotlib库中,绘制CDF曲线主要有两个函数。
numpy.sort()
函数可以将数据从小到大排序。-
pyplot.plot()
函数可以绘制CDF曲线。
import matplotlib.pyplot as plt
sorted_data = np.sort(data)
yvals = np.arange(len(sorted_data))/float(len(sorted_data)-1)
plt.plot(sorted_data, yvals)
plt.show()
上述代码中,我们首先使用numpy.sort()
函数将生成的数据集另存为sorted_data对象,进行从小到大排序的操作。然后,我们创建了一个yvals对象,通过使用numpy.arange()
和float()
函数,将yvals的取值定义在0到1之间,并设置从0到数据集长度减1之间的间隔。
最后,我们使用pyplot.plot()
函数绘制CDF曲线。其中,x轴取sorted_data中的数据,y轴取yvals中的数据。最后,我们使用pyplot.show()
函数来显示CDF曲线。
现在,我们成功地绘制了一个CDF曲线。它可以让我们更好地了解数据集的分布情况。如果我们想绘制一个CDF曲线的具体图形,可以针对相关参数进行自定义设置,这里仅列出代码。
plt.plot(sorted_data, yvals, label='CDF')
plt.legend(loc=4)
plt.title('CDF of data')
plt.xlabel('Value')
plt.ylabel('Cumulative Probability')
plt.show()
在上面的代码中,我们将pyplot.plot()
函数设置了一个label标签,可以让我们更好地了解该曲线的名称。此外,pyplot.legend()
函数可以在图形中添加图例,这里的loc参数代表我们将图例放置在底部右侧。
我们还可以使用pyplot.title()
函数、pyplot.xlabel()
函数和pyplot.ylabel()
函数来设置曲线的标题、x轴标签和y轴标签。最后,我们通过使用pyplot.show()
函数来显示CDF曲线。
结论
在本文中,我们介绍了如何使用Python的Matplotlib库绘制累积分布函数(CDF)。可以让我们更好地了解数据集的分布情况。通过对数据集进行排序,并在x轴和y轴上设置适当的数值,在Matplotlib库的帮助下,我们可以非常轻松地绘制CDF曲线。