தரவுக் காட்சிப்படுத்துதல்: PYPLOT பயன்படுத்தி – கோட்டு வரைபடம், வட்ட வரைபடம் மற்றும் பட்டை வரைபடம் உருவாக்குதல்: ஒரு மதிப்பெண் வினாக்கள், புத்தக வினா விடைகள் மற்றும் குறிப்புகள்

தரவுக் காட்சிப்படுத்துதல்: PYPLOT பயன்படுத்தி – கோட்டு வரைபடம், வட்ட வரைபடம் மற்றும் பட்டை வரைபடம் உருவாக்குதல் பற்றி

நடுத்தரம் ~90 நிமிடப் படிப்பு

நூறு எண்கள் கொண்ட அட்டவணையைப் படிப்பது கடினம். அதே எண்களை ஒரு கோடாகவோ பட்டைகளாகவோ வரைந்தால், ஒரு நொடியில் அமைப்பு தெரியும். தரவுக் காட்சிப்படுத்துதலின் (data visualization) முழுக் கருத்தும் இதுதான்: போக்குகள், ஒப்பீடுகள், விகிதங்கள் தெளிவாகத் தெரியும்படி தரவைப் படமாக மாற்றுதல். பைத்தானில் இதற்கான வழக்கமான கருவி Matplotlib; இந்தப் பாடம் அதன் Pyplot தொகுதியைப் பயன்படுத்துகிறது.

பாடத்தில் உள்ள அனைத்தும் சாதாரண பைத்தான் பட்டியல்களிலிருந்தே தொடங்குகின்றன. x மதிப்புகளின் பட்டியலும் y மதிப்புகளின் பட்டியலும் ஒரு கோட்டு வரைபடத்தைத் தரும். வகைப் பெயர்களின் பட்டியலும் உயரங்களின் பட்டியலும் ஒரு பட்டை வரைபடத்தைத் தரும். அளவுகளின் பட்டியல் ஒரு வட்ட வரைபடத்தைத் தரும்; அதில் ஒவ்வொரு துண்டையும் மொத்தத்தின் பங்காக Pyplot கணக்கிடுகிறது. அதன் மேல், ஒவ்வொரு கோடும் துண்டும் எதைக் குறிக்கிறது என்று படிப்பவருக்குத் தெரிய, அச்சுப் பெயர்கள், தலைப்பு, வண்ணங்கள், விளக்கக் குறிப்பு ஆகியவற்றைச் சேர்க்கிறீர்கள்.

இந்த அலகின் தேர்வு வினாக்கள் பொதுவாக ஒரு Pyplot செயற்கூற்றை (plot(), bar(), pie(), xlabel(), show()) நினைவுகூரவோ, நிகழ்வெண் செவ்வகப்படத்தையும் (histogram) பட்டை வரைபடத்தையும் வேறுபடுத்தவோ, ஒரு சிறிய நிரல் என்ன வரையும் என்று கணிக்கவோ கேட்கின்றன. பாடநூல் நிரல்களை நீங்களே தட்டச்சு செய்து இயக்குங்கள்; வெளியீட்டை ஒருமுறை பார்த்தால் தொடரியலை நினைவில் வைப்பது மிக எளிதாகும்.

நீங்கள் கற்பவை

• தரவுக் காட்சிப்படுத்துதல் என்றால் என்ன, மூல எண்களை விட விளக்கப்படம் ஏன் படிக்க எளிது என்று விளக்குதல்.
• pip மூலம் Matplotlib ஐ நிறுவி, Pyplot தொகுதியை plt என import செய்தல்.
• plt.plot() மூலம் கோட்டு வரைபடங்கள் வரைந்து, அச்சுப் பெயர்கள், தலைப்பு, விளக்கக் குறிப்பு சேர்த்தல்.
• வகைகளுக்கு இடையே மதிப்புகளை ஒப்பிட plt.bar() மூலம் பட்டை வரைபடங்கள் வரைதல்.
• நிகழ்வெண் செவ்வகப்படத்துக்கும் பட்டை வரைபடத்துக்கும் உள்ள வேறுபாட்டைக் கூறுதல்.
• plt.pie() மூலம் வட்ட வரைபடங்கள் வரைந்து, autopct மூலம் துண்டுகளில் சதவீதங்களைக் காட்டுதல்.

தொடங்குவதற்கு முன்

• அடிப்படைப் பைத்தான்: மாறிகள், மடக்குகள், செயற்கூறு அழைப்புகள்.
• பைத்தான் பட்டியல்கள்; இந்தப் பாடத்தின் ஒவ்வொரு வரைபடமும் மதிப்புகளின் பட்டியல்களிலிருந்தே உருவாகிறது.
• ஒரு பைத்தான் நிரலை இயக்குதல், கட்டளைச் சாளரத்திலிருந்து pip பயன்படுத்துதல்.

தரவுக் காட்சிப்படுத்துதல்: PYPLOT பயன்படுத்தி – கோட்டு வரைபடம், வட்ட வரைபடம் மற்றும் பட்டை வரைபடம் உருவாக்குதல் — விரிவான விளக்கம்

Matplotlib, Pyplot மூலம் பைத்தானில் வரைபடங்கள்

Matplotlib மற்றும் Pyplot தொகுதி

தரவுக் காட்சிப்படுத்துதல் என்பது தகவலையும் தரவையும் வரைகலை வடிவில் குறிப்பது. விளக்கப்படங்கள், வரைபடங்கள், நிலப்படங்கள், தகவல் வரைகலைகள் (infographics), முகப்புப் பலகைகள் (dashboards) அனைத்தும் அதன் வடிவங்களே. Matplotlib பைத்தானில் மிகப் பிரபலமான தரவுக் காட்சிப்படுத்துதல் நூலகம்; 2D வரைபடங்களுக்குப் பரவலாகப் பயன்படுகிறது. கட்டளைச் சாளரத்தில் pip install matplotlib என்று நிறுவி, import matplotlib.pyplot as plt மூலம் நிரலுக்குள் கொண்டு வரலாம். Pyplot என்பது Matplotlib ஐ எளிதாகப் பயன்படுத்த உதவும் செயற்கூறுகளின் தொகுப்பு: ஒவ்வொரு செயற்கூறும் நடப்பு உருவில் (figure) ஒரு மாற்றம் செய்கிறது, எ.கா. ஒரு கோடு வரைதல், ஒரு பெயர் சேர்த்தல், தலைப்பு அமைத்தல். plt.show() அழைக்கும் வரை திரையில் எதுவும் தோன்றாது; அது வழிசெலுத்தல் பொத்தான்களுடன் வரைபடச் சாளரத்தைத் திறக்கிறது.

கோட்டு வரைபடங்கள்

கோட்டு வரைபடம் (Line chart) தகவலைக் குறியீடுகள் (markers) எனப்படும் தரவுப் புள்ளிகளின் தொடராகக் காட்டுகிறது; அவை நேர்க்கோட்டுத் துண்டுகளால் இணைக்கப்படுகின்றன. பருவங்கள் வாரியான மதிப்பெண்கள், மாதங்கள் வாரியான வெப்பநிலை போன்ற, காலத்தைப் பொறுத்து மாறும் தரவுக்கு இது பொருத்தமானது. plt.plot() க்கு ஒரே ஒரு பட்டியலைத் தந்தால், எ.கா. plt.plot([1, 2, 3, 4]), Pyplot அந்த எண்களை y மதிப்புகளாகக் கருதி, 0, 1, 2, 3 ஐ x மதிப்புகளாகப் பயன்படுத்துகிறது; காரணம், பட்டியல் நிலைகள் பூஜ்ஜியத்திலிருந்து தொடங்குகின்றன. இரண்டு அச்சுகளையும் கட்டுப்படுத்த இரண்டு பட்டியல்களை அனுப்புங்கள்: plt.plot(x, y). வரைபடத்தை விவரிக்க plt.xlabel(), plt.ylabel(), plt.title() சேருங்கள். ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட கோடுகள் வரையும்போது, ஒவ்வொன்றுக்கும் ஒரு label தந்து plt.legend() அழையுங்கள்.

பட்டை வரைபடங்கள்

பட்டை வரைபடம் (Bar chart) ஒரு எண் மாறிக்கும் ஒரு வகை மாறிக்கும் இடையிலான தொடர்பைச் செவ்வகப் பட்டைகள் மூலம் காட்டுகிறது. ஒவ்வொரு பட்டையின் நீளமும் உயரமும் அது குறிக்கும் மதிப்புக்கு விகிதசமமாக இருக்கும்; பட்டைகள் செங்குத்தாகவோ கிடைமட்டமாகவோ இருக்கலாம். ஒவ்வொரு வகுப்பிலும் உள்ள மாணவர் எண்ணிக்கை போன்ற தனித்தனிக் குழுக்களை ஒப்பிட இதைப் பயன்படுத்துங்கள். இதை நிகழ்வெண் செவ்வகப்படத்துடன் குழப்ப வேண்டாம். பட்டை வரைபடம் தனித்த வகைகளை ஒப்பிடுகிறது; அதன் பட்டைகளுக்கு இடையே இடைவெளி இருக்கும். நிகழ்வெண் செவ்வகப்படம் ஒரு தொடர் மாறியின் நிகழ்வெண் பரவலை வரம்புகளாகப் பிரித்துக் காட்டுகிறது; எனவே அதன் பட்டைகள் ஒன்றையொன்று தொடும். Pyplot இல் plt.bar() பட்டைகளின் நிலைகளையும் உயரங்களையும் ஏற்கிறது; plt.xticks() வகைப் பெயர்களைப் பட்டைகளுக்குக் கீழே வைக்க உதவுகிறது.

வட்ட வரைபடங்கள்

வட்ட வரைபடம் (Pie chart) துண்டுகளாகப் பிரிக்கப்பட்ட ஒரு வட்டம்; ஒவ்வொரு துண்டும் முழுமையில் ஒரு வகையின் பங்கைக் காட்டுகிறது. ஒவ்வொரு துண்டின் கோணமும் அதன் மதிப்புக்கு விகிதசமமாக இருக்கும். எ.கா. அளவுகள் 20, 30, 50 என்றால், துண்டுகள் வட்டத்தின் 20%, 30%, 50% ஐ எடுத்துக்கொள்ளும். plt.pie() இந்தக் கணக்கைத் தானே செய்து, துண்டுகளை ஒன்றன் பின் ஒன்றாக, இயல்பாகக் கடிகார எதிர்த்திசையில் வரைகிறது. labels அளபுரு துண்டுகளுக்குப் பெயரிடுகிறது; autopct ஒவ்வொரு துண்டிலும் சதவீதத்தை அச்சிடுகிறது; autopct="%.2f" அதை இரண்டு தசம இடங்களுக்குக் காட்டும். குடும்ப வரவு-செலவு, வாக்குகளின் பங்கு போன்ற, பகுதிகள் சேர்ந்து ஒரு மொத்தமாகும் தரவுக்கு வட்ட வரைபடங்கள் நன்கு பொருந்தும்.

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

• plt.plot() க்கு ஒரு பட்டியலை அனுப்பி, அந்த எண்கள் x அச்சில் வரும் என்று எதிர்பார்ப்பது. Pyplot ஒற்றைப் பட்டியலை y மதிப்புகளாக எடுத்து, x அச்சை 0, 1, 2 என நிரப்புகிறது. உங்கள் சொந்த x மதிப்புகள் வேண்டுமென்றால் plt.plot(x, y) என்று அனுப்புங்கள்.
• நிரலின் இறுதியில் plt.show() ஐ விட்டுவிடுவது. வரைபடம் நினைவகத்தில் உருவாகும், ஆனால் சாளரம் திறக்காது; எதுவுமே நடக்காதது போலத் தோன்றும்.
• தொடும் பட்டைகள் கொண்ட வரைபடத்தைப் பட்டை வரைபடம் என்று அழைப்பது. எண் வரம்புகளின் மேல் தொடும் பட்டைகள் நிகழ்வெண் செவ்வகப்படம்; தனித்த வகைகளுக்கான தனித்தனிப் பட்டைகள் பட்டை வரைபடம்.
• plt.plot() அல்லது plt.bar() க்கு வெவ்வேறு நீளமுள்ள x, y பட்டியல்களைத் தருவது. ஒவ்வொரு x மதிப்புக்கும் சரியாக ஒரு y மதிப்பு தேவை; இல்லையென்றால் பைத்தான் பிழை தரும்.
• எந்தக் கோட்டுக்கும் label தராமல் plt.legend() அழைப்பது. விளக்கக் குறிப்பில் காட்ட எதுவும் இருக்காது; முதலில் ஒவ்வொரு plt.plot() அழைப்புக்குள்ளும் label='...' சேருங்கள்.

இவற்றை பயிற்சித் தேர்வு மூலம் சோதித்துப் பாருங்கள்; பிறகு விடையுடன் கூடிய வினாக்கள் பகுதியில் விரிவான விளக்கத்தைப் படியுங்கள்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

பைத்தானில் Matplotlib ஐ எப்படி நிறுவுவது?

கட்டளைச் சாளரத்தைத் திறந்து pip install matplotlib என்று தட்டச்சு செய்யுங்கள். நிறுவல் முடிந்ததும், உங்கள் நிரலின் தொடக்கத்தில் import matplotlib.pyplot as plt என்று எழுதுங்கள். import வரி, பிறகு plt.plot([1, 2, 3]), plt.show() என்ற சிறிய நிரலை இயக்கி நிறுவலைச் சரிபார்க்கலாம்.

என் கோட்டு வரைபடத்தின் x அச்சு ஏன் பூஜ்ஜியத்தில் தொடங்குகிறது?

plt.plot() க்கு ஒரே ஒரு பட்டியலை மட்டும் அனுப்பியிருக்கிறீர்கள். Pyplot அந்த எண்களை y மதிப்புகளாக எடுத்து, பட்டியல் நிலைகளான 0, 1, 2, 3 ஐ x மதிப்புகளாகப் பயன்படுத்துகிறது. எனவே plt.plot([5, 8, 6]) புள்ளிகளை x = 0, 1, 2 இல் வைக்கும். x மதிப்புகளை நீங்களே அமைக்க plt.plot(x, y) என இரண்டு பட்டியல்களை அனுப்புங்கள்.

நிகழ்வெண் செவ்வகப்படத்துக்கும் பட்டை வரைபடத்துக்கும் உள்ள வேறுபாடு என்ன?

பட்டை வரைபடம் வெவ்வேறு பாடங்களின் மதிப்பெண்கள் போன்ற தனித்த வகைகளை ஒப்பிடுகிறது; பட்டைகளுக்கு இடையே இடைவெளி விடுகிறது. நிகழ்வெண் செவ்வகப்படம், ஒரு தொடர் மாறியின் மதிப்புகள் எத்தனை முறை வரம்புகளுக்குள் வருகின்றன என்று காட்டுகிறது, எ.கா. 0-10, 10-20 என மதிப்பெண் பெற்ற மாணவர் எண்ணிக்கை; அதன் பட்டைகள் ஒன்றையொன்று தொடும்.

Pyplot வரைபடங்களுக்குப் பெயர்களையும் தலைப்புகளையும் எப்படிச் சேர்ப்பது?

கிடைமட்ட அச்சுக்கு plt.xlabel('text'), செங்குத்து அச்சுக்கு plt.ylabel('text'), தலைப்புக்கு plt.title('text') பயன்படுத்துங்கள். வரைபடத்தில் பல கோடுகள் இருந்தால், ஒவ்வொரு plt.plot() அழைப்புக்கும் ஒரு label தந்து, பிறகு ஒவ்வொரு கோட்டின் பெயரையும் காட்டும் பெட்டிக்காக plt.legend() அழையுங்கள்.

பைத்தானில் வட்ட வரைபடத்தில் சதவீத மதிப்புகளை எப்படிக் காட்டுவது?

plt.pie() இல் autopct அளபுருவைப் பயன்படுத்துங்கள். எ.கா. plt.pie(sizes, labels=labels, autopct='%.2f') ஒவ்வொரு துண்டின் பங்கையும் மொத்தத்திலிருந்து கணக்கிட்டு, இரண்டு தசம இடங்களுடன் துண்டின் மேல் அச்சிடும். எண்ணுக்குப் பின் சதவீதக் குறி வேண்டுமென்றால் '%.1f%%' பயன்படுத்துங்கள்.

Pyplot சாளரத்தில் உள்ள Home, Zoom பொத்தான்களின் பயன் என்ன?

Zoom பொத்தான் மூலம் வரைபடத்தின் ஒரு பகுதியின் மேல் ஒரு செவ்வகத்தை இழுத்து, அந்தப் பகுதியைப் பெரிதாக்கிப் பார்க்கலாம். பெரிதாக்கிய அல்லது நகர்த்திய பிறகு Home பொத்தான் உங்களை முதல் தோற்றத்துக்குத் திருப்பி அழைத்துச் செல்லும். Save பொத்தான் உருவை ஒரு படக் கோப்பாகச் சேமிக்கும்.

ஒரே வரைபடத்தில் பல கோடுகளை எப்படி வரைவது?

plt.show() அழைப்பதற்கு முன், ஒவ்வொரு கோட்டுக்கும் ஒருமுறை plt.plot() அழையுங்கள். எல்லாக் கோடுகளும் ஒரே உருவில் வரையப்படும். ஒவ்வொரு அழைப்புக்கும் label='Term 1' போன்ற ஒரு label தந்து, கோடுகளைப் படிப்பவர் வேறுபடுத்த plt.legend() சேருங்கள்.