[人工智能]1227（matplotlib折线图，leetcode131420）

数据分析篇

1 数据分析和环境介绍

1.1什么是数据分析

数据分析：是用适当的方法对收集来的大量数据进行分析，帮助人们作出判断，以便采取适当行动

1.2 jupyter notebook

一些简单操作：
cmd-jupyter notebook
new python3文件

2 Matplotlib

2.1 Matplotlib介绍

最流行的Python底层绘图库，主要做数据可视化图表,名字取材于MATLAB，模仿MATLAB构建

2.2 Matplotlib基础操作（折线图为例）

首先绘制简单无信息折线图：

from matplotlib import pyplot as plt

x = range(2, 26, 2)
y = [15, 13, 14.5, 17, 20, 25, 26, 26, 24, 22, 18, 15]
plt.plot(x, y)
plt.show()

接下来我们希望实现如下操作：

2.2.1.设置图片大小

figure图形图标的意思,在这里指的就是我们画的图
通过实例化一个 figure并且传递参数,能够在后台自动使用该作figure实例
在图像模糊的时候可以传入dpi（每英寸上点的个数）参数,让图片更加清晰

fig = plt.figure(figsize=(50, 10), dpi=80)

2.2.2.保存图片到本地

保存格式有很多：png,svg(矢量图)…

plt.savefig("./t1.svg")
plt.savefig("./t2.png")

2.2.3.调整x或者y的刻度的间距

注意用xticks设置的刻度，只有设置范围内有刻度，非设置范围内不会有刻度

(1)直接以x的坐标间隔为横坐标

plt.xticks(x)

（2）可以自己建一个label,来表示横坐标的间隔

x_labels = [i/2 for i in range(0, 60)]
# x_labels=[0,0.5,1,1.5.....30]
plt.xticks(x_labels)

(3)用断间隔的方式去处理X也可以

plt.xticks(x[::2])

(4)如果要把新的label和原来的x对应：

x_labels = [i/2 for i in range(0, 12)]
plt.xticks(x,x_labels)

这样的话其中的x的横坐标显示会变成x_labels（x和x_label要对应关系）

2.2.4 转换matplotlib界面显示为中文

ctrl+B查看函数源码

方法1：

import matplotlib

font = {'family': 'Microsoft Yahei',
        'weight': 'bold',
        'size': '10'}
matplotlib.rc("font", **font)

方法2：

import matplotlib  


matplotlib.rc("font", family='Microsoft Yahei', weight='bold')

方法3：通过ttc文件导入字体

from matplotlib import font_manager

my_font = font_manager.FontProperties(fname="\\Windows\\Fonts\\simfang.ttf")

plt.xticks(x[::5], x_labels[::5], rotation=90, fontproperties=my_font)

2.2.5.给图像添加描述信息（比如x轴和y轴表示什么,这个图表示什么）（画时温折线图）

plt.xlabel("时间", fontproperties=my_font)
plt.ylabel("温度", fontproperties=my_font)
plt.title("时温图", fontproperties=my_font)

例子（时温图）测试：

import matplotlib.pyplot as plt
import random
# import matplotlib
from matplotlib import font_manager

# font = {'family': 'Microsoft Yahei',
#         'weight': 'bold',
#         'size': '10'}
# matplotlib.rc("font", **font)
# matplotlib.rc("font", family='Microsoft Yahei', weight='bold')

my_font = font_manager.FontProperties(fname="\\Windows\\Fonts\\simfang.ttf")

plt.figure(figsize=(10, 10))
x = range(120)

random.seed(10)  # 设置随机种子，让不同时候得到的随机结果一致（即每次运行的随机数一致）
a = [random.randint(20, 35) for i in range(120)]

x_labels = ["10点{}分".format(i) for i in range(60)]
x_labels += ["10点{}分".format(i) for i in range(60)]

plt.xticks(x[::5], x_labels[::5], rotation=90, fontproperties=my_font)
plt.xlabel("时间", fontproperties=my_font)
plt.ylabel("温度", fontproperties=my_font)
plt.title("时温图", fontproperties=my_font)

plt.plot(x, a)
plt.show()

2.2.6.样式(比如颜色,透明度等)

（1）加网格（alpha表示透明度。默认1）

plt.grid(alpha=0.4)

（2）加图例（legend是唯一一个插入字体要用prop的）
loc是图例位置

plt.legend(prop=my_font, loc="best")

（3）线条样式

plt.plot(x, a, label="1号", linestyle="--", linewidth=0.5, color="red", alpha=0.5)

实际例子：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import font_manager

# 设置一个字体
my_font = font_manager.FontProperties(fname="\\Windows\\Fonts\\simfang.ttf")

x = range(11, 31)
a = [1, 0, 1, 1, 2, 4, 3, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 5, 4, 3, 3, 1, 1, 1]
b = [1, 0, 3, 1, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]

x_labels = ["{}岁".format(i) for i in x]
plt.xticks(x, x_labels, fontproperties=my_font)
plt.yticks(range(0, 9))
plt.grid(alpha=0.4)
plt.plot(x, a, label="1号", linestyle="--", linewidth=0.5, color="red", alpha=0.5)
plt.plot(x, b, label="2号")
plt.legend(prop=my_font, loc="best")

plt.show()

2.2matplotlib不同图的信息

Leetcode(13,14,20)

leetcode13:罗马数字转整数

先用字典（哈希表）记录对应键值关系
然后特殊情况只有一种，前项小于后项的时候需要减前项，所以直接遍历就可以。

class Solution:
    def romanToInt(self, s: str) -> int:
        Dic={'I':1,'V':5,'X':10,'L':50,'C':100,'D':500,'M':1000}
        rx=0
        for i in range(0,len(s)-1):
            if(Dic[s[i]]<Dic[s[i+1]]):
                rx-=Dic[s[i]]
            else:
                rx+=Dic[s[i]]
        return rx+Dic[s[-1]]

leetcode14:最长公共前缀

方法1（朴实无华）：先取出最小的字符串，然后遍历最小字符串和所有字符串对比，只要不相等就break。

class Solution:
    def longestCommonPrefix(self, strs: List[str]) -> str:
        LongStr=""
        MatchStr=strs[0]
        for i in range(len(strs)):
            if(len(strs[i])<len(MatchStr)):
                MatchStr=strs[i]
        
        flag=True
        for index in range(len(MatchStr)):
            for j in range(len(strs)):
                if(strs[j][index]!=MatchStr[index]):
                    flag=False
            if(flag):
                LongStr+=MatchStr[index]
            else:
                break

        return LongStr

方法2：利用python的zip和set函数实现：
什么是zip函数？：
取出str列表里每一个列表的每一位，分别组成新的列表

什么是set函数？：
把列表里面相同的元素给消除或者说合并

class Solution:
    def longestCommonPrefix(self, strs: List[str]) -> str:
        res = ""
        for tmp in zip(*strs):#zip取出一个list内所有数组相同位数的元素形成新的list
            tmp_set = set(tmp)#把一个list内相同的元素做合并
            if len(tmp_set) == 1:
                res += tmp[0]
            else:
                break
        return res

leetcode20:有效的括号

运用栈的思想来处理：
遍历括号列表
遇到括号前项入栈
遇到匹配的括号后项出栈（用哈希表做前后项括号匹配比较方便，也可以）
最终返回栈深=0，说明括号有效

class Solution:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        dic={')':'(',']':'[','}':'{'}
        stack = []
        #print("len=",len(stack),"   stack=",stack)
        if len(s)%2!=0:return False
        #遍历s,前项入栈
        for index in range(len(s)):
            if(s[index]=='(' or s[index]=='[' or s[index]=='{'):
                stack.append(s[index])
            else:
                if len(stack)>0 and stack[-1]==dic[s[index]]:#后项匹配出栈
                    del stack[-1]
                else:
                    return False
        #print("len=",len(stack),"   stack=",stack)
    
        return len(stack)==0