Pythonはデータ分析にとても強力なツールで、特にグラフ描画には欠かせません。
なぜなら、データを視覚的に表現することで、データの傾向やパターンを一目で理解することができるからです。
グラフって学校の数学の授業でも使うけど、なんでわざわざPythonで描くんですか？
Pythonを使えば数学で使うよりもっと複雑なデータも簡単にグラフにできますし、いろんな種類のグラフを簡単に作成できるからです。
また、データを直接プログラムに取り込んでグラフにできるので、早く、そしてミスも減りますよ。
そうだね。
大量のデータを手で一つ一つプロットするのは大変だけど、Pythonなら簡単にできそう！
使い方の例
では、実際にPythonでどんなグラフが描けるのか、簡単な例を見てみましょう。
以下は、Pythonで折れ線グラフを描いた例です。実行ボタンを押してみてください。
# サンプルコード
import matplotlib.pyplot as plt
# データ
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [1, 4, 9, 16, 25]
# グラフを描く
plt.plot(x, y)
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.show()
おお！プログラムの結果で折れ線グラフが表示されました！
でも、これってどういう意味ですか？
このプログラムでは、xとyのデータを用意して、それを折れ線グラフにしています。
xは1から5までの数値で、yはそれぞれの数値の二乗です。
つまり、x軸に対してy軸の値がどのように変化するかを視覚化しています。
データの関係性が一目でわかるから便利なんだね。
これを使って、日本の人口の変化や気温の変化とか......色々なデータを分析できそう！
その通りです！
Pythonのグラフ描画ライブラリを使えば、他にも多くの種類のグラフを作成できます。
データ分析をする時は、これらのツールを駆使して、データを多角的に理解することが重要です。
やってみよう
次に、Pythonで実際にグラフを描く問題を解いてみましょう。
以下のサンプルコードを実行して、グラフを出力させてみてください。
⌨️１
加熱時間(x)と水の温度変化(y)をグラフに表したいです。
以下のサンプルコードを実行して、グラフを出力させてみましょう。
# サンプルコード
import matplotlib.pyplot as plt
# データ
x = [0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24]
y = [-20, 0, 0, 0, 0, 40, 70, 100, 100, 100, 100, 100, 100]
# グラフを描く
plt.plot(x, y)
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.show()
📖 解答例と解説
おお！簡単に折れ線グラフが描けた！
0℃で一定の時、温度が上昇する時、100度で一定の時があるって分かるね。
そうだね。
0度で一定の時は、氷と水が混ざりあった状態で、100度で一定の時は水と水蒸気の状態って理科で学んだよ！
折れ線グラフにすると、温度の変動が視覚化できて分かりやすいんだね！
⌨️２
各都道府県の人口を調べました。
以下のサンプルコードを実行して、グラフを出力させてみましょう。
# サンプルコード
import matplotlib.pyplot as plt
# データ
x = ['北海道', '宮城', '東京', '愛知', '大阪', '広島', '福岡']
y = [5140, 2280, 14038, 7495, 8782, 2760, 5116]
# グラフを描く
plt.bar(x, y)
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.show()
📖解説
棒グラフも簡単にできた。やっぱり東京が一番人口が多いんだ！
うん、こうやって地域ごとの比較が一目でできるのは便利だね！
⌨️３
友達に好きな果物のアンケートを取りました。
以下のサンプルコードを実行して、グラフを出力させてみましょう。
# サンプルコード
import matplotlib.pyplot as plt
# データ
labels = ['りんご', 'いちご', 'さくらんぼ', 'ぶどう']
ninzu = [7, 9, 6, 5]
colors = ['gold', 'yellowgreen', 'lightcoral', 'lightskyblue']
# グラフを描く
plt.pie(ninzu, labels=labels, colors=colors, autopct='%1.1f%%', startangle=140)
plt.axis('equal') # 円を真円にする
plt.show()
📖解説
円グラフも作成できた！いちごが一番人気だったんだね。
そうね、円グラフを使えば割合が一目でわかるから、どんな果物が人気かすぐにわかる！
色も設定できるんだね！
- グラフを使うことでデータの傾向やパターンを直感的に理解できる。
- Pythonを使えば大量のデータも短時間でグラフにでき、手作業のミスを減らせる。
- 折れ線グラフ、棒グラフ、円グラフなど、さまざまなグラフが描ける。