Matplotlib 累积分布图概述

Matplotlib是一个Python绘图库，可用于创建各种类型的图表，包括累积分布图。累积分布图是一种统计图表，用于展示数据中各项的累积频率分布。在本文中，我们将介绍如何使用Matplotlib创建累积分布图。

频率分布直方图

在介绍累积分布图之前，我们先来看一种常见的统计图表，即频率分布直方图。频率分布直方图是一种用于展示定量数据分布情况的图表，它将一组数据分成若干个连续的区间，然后计算落在每个区间内的数据数量，并在图表中用直方图展示。具体绘制代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 生成一组随机数据
data = np.random.normal(size=1000)

# 绘制直方图
plt.hist(data, bins=30, density=True)

# 添加标题和标签
plt.title('Frequency Distribution Histogram')
plt.xlabel('Data')
plt.ylabel('Frequency')

# 显示图表
plt.show()

代码中的hist()函数用于创建频率分布直方图，其中的bins参数用于指定区间数量，density参数用于指定是否标准化直方图。

累积分布图

累积分布图是一种用于展示累积分布函数的图表，其中的累积分布函数是指一个变量小于或等于某个临界值的概率密度函数的积分。在Matplotlib中，我们可以使用cumulative参数来创建累积分布图。具体绘制代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 生成一组随机数据
data = np.random.normal(size=1000)

# 绘制累积分布图
plt.hist(data, bins=30, density=True, cumulative=True)

# 添加标题和标签
plt.title('Cumulative Distribution Histogram')
plt.xlabel('Data')
plt.ylabel('Cumulative Frequency')

# 显示图表
plt.show()

代码中的cumulative参数用于指定是否创建累积分布图。

从图中可以看出，在数据分布范围从左到右呈增加趋势的同时，累积频率从0到1逐渐增加。

自定义累积分布图

除了基本的累积分布图之外，我们还可以对图表进行各种自定义操作，以满足特定需求。例如，我们可以添加颜色映射、修改标签字体和大小等。具体绘制代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 生成一组随机数据
data = np.random.normal(size=1000)

# 绘制累积分布图
fig, ax = plt.subplots()
n, bins, patches = ax.hist(data, bins=30, density=True, cumulative=True,
                            histtype='step', color='blue', linewidth=2.0)

# 添加颜色映射
fracs = n / n.max()
norm = plt.Normalize(fracs.min(), fracs.max())
for thisfrac, thispatch in zip(fracs, patches):
    color = plt.cm.viridis(norm(thisfrac))
    thispatch.set_facecolor(color)

# 修改标签
ax.set_title('Customized Cumulative Distribution Histogram')
ax.set_xlabel('Data')
ax.set_ylabel('Cumulative Frequency')
for label in ax.xaxis.get_ticklabels():
    label.set_fontsize(10)
for label in ax.yaxis.get_ticklabels():
    label.set_fontsize(10)

# 显示图表
plt.show()

代码中，我们使用了subplots()函数创建了一个fig和ax对象，以便对图表进行更多的自定义操作。histtype参数用于指定柱状图的类型，color参数用于设置柱状图的颜色，linewidth参数用于设置柱状图的线宽。用set_facecolor()方法可以对柱状图进行颜色映射。