2025年P(guān)ython數(shù)據(jù)分析《Matplotlib繪圖》模擬測試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在使用Matplotlib進行繪圖時，以下哪個導(dǎo)入語句是標準且推薦的？A.importmatplotlibB.importmatplotlib.pyplotaspltC.importpyplotaspltD.frommatplotlibimportpyplot2.以下哪個函數(shù)用于在當前活動的Axes上繪制數(shù)據(jù)點？A.plt.figure()B.plt.show()C.plt.plot()或plt.scatter()D.plt.xlabel()3.當希望在同一張圖上繪制多條線時，應(yīng)該使用`plt.plot()`函數(shù)幾次？A.一次B.多次，每次調(diào)用都會覆蓋之前的圖形C.多次，每次調(diào)用都會在圖形上疊加新的線條D.需要使用不同的Figure對象4.以下哪個參數(shù)用于設(shè)置Matplotlib圖形的文件名（用于保存）？A.titleB.xlabelC.filenameD.savefig5.在Matplotlib中，`plt.title()`函數(shù)用于設(shè)置什么？A.X軸標簽B.Y軸標簽C.圖例標題D.圖形標題6.要設(shè)置X軸的標簽為“時間（天）”，應(yīng)該使用哪個函數(shù)？A.plt.set_xlabel()B.plt.x_label()C.plt.xlabel("時間（天）")D.plt.set_ylabel()7.`plt.legend()`函數(shù)的主要作用是什么？A.設(shè)置圖形大小B.添加網(wǎng)格線C.顯示圖例，解釋不同線條或標記的含義D.設(shè)置坐標軸范圍8.如果想創(chuàng)建一個包含2行1列的子圖布局，并為第一個子圖繪圖，應(yīng)該使用哪個函數(shù)？A.plt.subplot(1,2,1)B.plt.subplots(1,2)C.plt.subplot(2,1,1)D.fig,ax=plt.subplots(1,2)9.在`plt.plot(x,y,'r--o')`中，`'r--o'`這個參數(shù)主要用來控制什么？A.圖形的透明度B.線的顏色（紅色）、線型（虛線）、標記（圓圈）C.X軸和Y軸的數(shù)據(jù)范圍D.圖例的位置10.繪制直方圖通常使用哪個函數(shù)？A.plt.bar()B.plt.hist()C.plt.scatter()D.plt.boxplot()二、填空題（每空2分，共20分）1.要顯示一個已經(jīng)創(chuàng)建好的Matplotlib圖形窗口，需要調(diào)用________函數(shù)。2.Matplotlib中的`fig`通常代表________對象，而`ax`通常代表________對象。3.使用`plt.subplot(2,3,5)`創(chuàng)建的子圖位于一個2行3列的網(wǎng)格中的第________個位置。4.在`plt.plot()`函數(shù)中，參數(shù)`label='Line1'`通常用于圖例的________。5.要設(shè)置Y軸的刻度值為[0,10,20,30]，應(yīng)使用`plt.yticks(_______)`。6.`plt.savefig('my_plot.png')`函數(shù)會將當前圖形保存為名為________的PNG文件。7.要在圖中添加一條注釋，說明某個特定數(shù)據(jù)點`(x_val,y_val)`，常用`plt.annotate()`函數(shù)，其中`xy=(x_val,y_val)`參數(shù)指定了注釋指向的點。8.`plt.barh()`函數(shù)用于繪制________。9.繪制散點圖時，使用`plt.scatter(x,y)`，其中`x`和`y`分別代表數(shù)據(jù)點的________。10.在使用`plt.subplots()`創(chuàng)建多個子圖時，返回值`fig,axes`中，`axes`通常是一個包含所有子圖Axes對象的________（例如列表或數(shù)組）。三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述Matplotlib中的Figure對象和Axes對象分別是什么，它們之間的關(guān)系是什么？2.在繪制柱狀圖時，如何設(shè)置柱子的顏色、寬度和透明度？3.簡要說明使用`plt.subplots()`相比于`plt.subplot()`有哪些優(yōu)點？四、編程題（共45分）1.基礎(chǔ)繪圖與定制（15分）：編寫Python代碼，使用Matplotlib繪制一個折線圖。*X軸數(shù)據(jù)為：`[1,2,3,4,5]`*Y軸數(shù)據(jù)為：`[2,3.5,5,4.8,6]`*要求：*圖形標題為“簡單折線圖示例”。*X軸標簽為“X值”。*Y軸標簽為“Y值”。*線條顏色為藍色（'blue'），使用虛線（'--'）樣式，數(shù)據(jù)點使用圓形標記（'o'）。*設(shè)置X軸范圍從0到6。*設(shè)置Y軸范圍從0到7。*添加圖例，標簽為“數(shù)據(jù)序列”。2.多子圖繪制（15分）：編寫Python代碼，使用`plt.subplots()`創(chuàng)建一個包含2行1列的子圖布局。*在第一個子圖（ax1）中繪制一個散點圖。*X軸數(shù)據(jù)：`[10,20,30,40,50]`*Y軸數(shù)據(jù)：`[15,25,35,45,55]`*散點顏色為綠色（'green'），標記為星號（'*'）。*在第二個子圖（ax2）中繪制一個柱狀圖。*X軸數(shù)據(jù)（類別）：`['A','B','C','D']`*Y軸數(shù)據(jù)（高度）：`[20,35,10,25]`*柱子顏色為橙色（'orange'）。*為兩個子圖分別設(shè)置合適的標題。*調(diào)整整體圖形的布局，使其美觀。3.圖表綜合應(yīng)用（15分）：假設(shè)你有一組關(guān)于某城市每月平均氣溫的數(shù)據(jù)（單位：攝氏度）：*月份：`['Jan','Feb','Mar','Apr','May','Jun','Jul','Aug','Sep','Oct','Nov','Dec']`*平均氣溫：`[2,3,7,12,17,22,25,24,20,14,8,3]`編寫Python代碼，完成以下任務(wù)：*創(chuàng)建一個包含1行2列的子圖布局。*在左側(cè)子圖（ax1）繪制一個柱狀圖表示各月平均氣溫，X軸為月份，Y軸為氣溫。為柱狀圖添加顏色。*在右側(cè)子圖（ax2）繪制同一組數(shù)據(jù)的折線圖，并添加數(shù)據(jù)點標記。設(shè)置合適的標題和軸標簽。*調(diào)整兩個子圖的X軸標簽傾斜角度，使其更易讀。*設(shè)置整個Figure的標題為“某城市月度平均氣溫”。*最后，保存這個包含兩個子圖的圖形為'city_temperature.png'文件。---試卷答案一、選擇題1.B解析：`importmatplotlib.pyplotasplt`是最標準且廣泛推薦的方式，`plt`是后續(xù)調(diào)用函數(shù)的常用別名。2.C解析：`plt.plot()`用于繪制線圖，`plt.scatter()`用于繪制散點圖，它們都是直接在當前Axes上繪制數(shù)據(jù)點的函數(shù)。`plt.figure()`創(chuàng)建圖形，`plt.show()`顯示圖形，`plt.xlabel()`設(shè)置X軸標簽。3.C解析：要在同一張圖上繪制多條線，需要多次調(diào)用`plt.plot()`函數(shù)，每次調(diào)用都會在原有的圖形上疊加新的線條。4.D解析：`plt.savefig('filename')`是保存圖形的標準函數(shù)，參數(shù)`filename`指定保存的文件名。5.D解析：`plt.title()`函數(shù)用于設(shè)置整個圖形的標題。6.C解析：`plt.xlabel("時間（天）")`是設(shè)置X軸標簽的標準用法，參數(shù)為要顯示的文本。7.C解析：`plt.legend()`函數(shù)的主要作用是根據(jù)之前設(shè)置的`label`參數(shù)，在圖形中生成圖例，用于解釋不同線條、標記或填充區(qū)域的含義。8.A解析：`plt.subplot(1,2,1)`表示創(chuàng)建一個1行2列的子圖布局，并選擇其中的第一個子圖（索引從1開始）進行操作。`plt.subplots(1,2)`也會創(chuàng)建1行2列的布局，但直接返回`fig`和`axes`對象數(shù)組。`plt.subplot(2,1,1)`創(chuàng)建2行1列布局并選第一個。`fig,ax=plt.subplots(1,2)`是`subplots`的另一種調(diào)用形式，返回Figure和Axes對象。9.B解析：`'r--o'`是`plt.plot()`函數(shù)的格式字符串參數(shù)，其中'r'表示顏色紅色（red），'--'表示線型虛線（dashed），'o'表示標記形狀為圓形（circle）。10.B解析：`plt.hist()`函數(shù)用于繪制直方圖，展示數(shù)據(jù)分布情況。`plt.bar()`繪制柱狀圖，`plt.scatter()`繪制散點圖，`plt.boxplot()`繪制箱線圖。二、填空題1.plt.show()解析：`plt.show()`函數(shù)用于在屏幕上顯示Matplotlib繪制的圖形窗口。圖形對象必須先被創(chuàng)建（例如通過`plot()`、`scatter()`等），然后調(diào)用此函數(shù)顯示。2.Figure,Axes解析：在Matplotlib中，`fig`對象代表整個圖形（Figure），它是一個畫布，可以包含一個或多個子圖。`ax`對象代表子圖（Axes），它是實際進行繪圖操作、包含坐標軸、標題、標簽等的區(qū)域。3.5解析：`plt.subplot(2,3,5)`的參數(shù)`2,3,5`分別表示圖形分為2行3列，當前操作的子圖是第5個（從1開始計數(shù)）。4.label解析：在`plt.plot()`等繪圖函數(shù)中，`label='...'`參數(shù)設(shè)置的文本會作為圖例（Legend）中對應(yīng)線條或數(shù)據(jù)集的標識。5.[0,10,20,30]解析：`plt.yticks()`函數(shù)用于設(shè)置Y軸的刻度值，參數(shù)是一個列表或元組，包含希望顯示的刻度數(shù)值。6.my_plot.png解析：`plt.savefig('my_plot.png')`函數(shù)將當前活動的圖形保存為名為'my_plot.png'的文件。文件名由參數(shù)指定。7.注釋指向解析：在`plt.annotate()`函數(shù)中，`xy=(x_val,y_val)`參數(shù)指定了注釋文本所指向的圖中的數(shù)據(jù)點坐標(x_val,y_val)。8.條形圖解析：`plt.bar()`函數(shù)用于繪制條形圖（BarChart），通常用于比較不同類別的數(shù)據(jù)。9.坐標解析：在`plt.scatter(x,y)`函數(shù)中，`x`和`y`參數(shù)分別代表每個數(shù)據(jù)點的橫坐標（X軸）和縱坐標（Y軸）值。10.數(shù)組解析：在使用`plt.subplots()`函數(shù)創(chuàng)建多個子圖時，它返回兩個值，第一個是包含整個圖形的`fig`對象，第二個是`axes`，它通常是一個包含所有創(chuàng)建的子圖Axes對象的NumPy數(shù)組或列表。三、簡答題1.解析：Matplotlib中的Figure對象是整個圖形的頂級容器，可以看作是繪圖的畫布或窗口。它管理著所有繪圖元素，包括Axes對象、標題、標簽等。Axes對象代表圖形中的一個子圖區(qū)域，是實際進行繪圖操作的地方。每個Axes對象都有自己的坐標軸、數(shù)據(jù)集、繪圖元素（線條、標記、文本等）。一個Figure可以包含一個或多個Axes對象。關(guān)系：Figure是Axes的容器。一個Figure對象可以包含多個Axes對象。繪圖操作（如`plot()`,`scatter()`）實際上是在特定的Axes對象上進行的。通常先創(chuàng)建Figure，再通過Figure創(chuàng)建Axes或直接操作當前默認Axes。2.解析：在`plt.bar()`函數(shù)中，可以通過參數(shù)設(shè)置柱狀圖的各種樣式：*顏色：使用`color`參數(shù)，可以傳入單個顏色字符串（如'red'）、顏色映射名稱（如'viridis'）或顏色序列列表。例如：`color='skyblue'`或`color=['r','g','b','y']`。*寬度：使用`width`參數(shù)，設(shè)置每個柱子的寬度。可以傳入單個數(shù)值（統(tǒng)一寬度）或與X軸數(shù)據(jù)同長度的列表（設(shè)置每個柱子不同寬度）。例如：`width=0.3`或`width=[0.2,0.4,0.3,0.5]`。*透明度：使用`alpha`參數(shù)，設(shè)置柱子的透明度。參數(shù)值范圍為0.0（完全透明）到1.0（完全不透明）。例如：`alpha=0.5`。3.解析：使用`plt.subplots()`相比于`plt.subplot()`有以下優(yōu)點：*更靈活的返回值：`plt.subplots()`返回`fig`（Figure對象）和`axes`（Axes對象數(shù)組），可以直接訪問和操作每個子圖Axes，而`plt.subplot()`只返回當前活動的Axes對象，需要使用`gca()`或`gcf()`等后續(xù)操作才能方便地訪問其他Axes。*更好的參數(shù)設(shè)置：`plt.subplots()`在函數(shù)參數(shù)中就可以直接設(shè)置整個圖形的參數(shù)（如`nrows`,`ncols`,`figsize`）以及所有Axes的共享參數(shù)（如`sharex`,`sharey`），使得在創(chuàng)建時就對整體布局有更好的控制。*代碼更清晰：當處理多個子圖時，`plt.subplots()`的寫法通常更簡潔明了，邏輯更清晰，尤其是在需要同時對多個子圖進行定制化操作時。*易于迭代：使用`axes`數(shù)組，可以方便地進行循環(huán)迭代，對每個子圖應(yīng)用不同的繪圖邏輯或樣式。四、編程題1.代碼示例：```pythonimportmatplotlib.pyplotaspltx=[1,2,3,4,5]y=[2,3.5,5,4.8,6]plt.plot(x,y,'r--o',label='數(shù)據(jù)序列')#繪制線條，紅色虛線，圓形標記plt.title("簡單折線圖示例")#設(shè)置圖形標題plt.xlabel("X值")#設(shè)置X軸標簽plt.ylabel("Y值")#設(shè)置Y軸標簽plt.xlim(0,6)#設(shè)置X軸范圍plt.ylim(0,7)#設(shè)置Y軸范圍plt.legend()#顯示圖例plt.show()```2.代碼示例：```pythonimportmatplotlib.pyplotasplt#創(chuàng)建1行2列的子圖布局，fig是Figure對象，axes是包含兩個Axes對象的數(shù)組fig,(ax1,ax2)=plt.subplots(1,2,figsize=(10,4))#第一個子圖(ax1)：散點圖x1=[10,20,30,40,50]y1=[15,25,35,45,55]ax1.scatter(x1,y1,color='green',marker='*',label='散點數(shù)據(jù)')ax1.set_title("散點圖示例")#設(shè)置子圖標題ax1.set_xlabel("X值")#設(shè)置子圖X軸標簽ax1.set_ylabel("Y值")#設(shè)置子圖Y軸標簽ax1.legend()#設(shè)置子圖圖例#第二個子圖(ax2)：柱狀圖categories=['A','B','C','D']heights=[20,35,10,25]ax2.bar(categories,heights,color='orange',label='柱狀數(shù)據(jù)')ax2.set_title("柱狀圖示例")#設(shè)置子圖標題ax2.set_xlabel("類別")#設(shè)置子圖X軸標簽ax2.set_ylabel("高度")#設(shè)置子圖Y軸標簽ax2.legend()#設(shè)置子圖圖例#調(diào)整布局，防止標簽重疊plt.tight_layout()#顯示圖形plt.show()```3.代碼示例：```pythonimportmatplotlib.pyplotasplt#月份和平均氣溫數(shù)據(jù)months=['Jan','Feb','Mar','Apr','May','Jun','Jul','Aug','Sep','Oct','Nov','Dec']temper