給定形式的矩陣的散點圖

Question

假設我有一個形式為矩陣的矩陣，其中第一列都是x點，第二列都是y點，然后第三列和第四列是指示變量，它們指示該點是否屬於特定的“集群”（可以是1或0；如果在第3列中第三行有1，則表示第三行的點屬於群集1，由第3列表示。

我的問題是，如何創建圖形，散布屬於聚類1的所有點，然后在同一散布上以其他顏色散布其余點。 在Matlab中，我只想說figure ，然后hold on並寫下我的命令。 我是使用Python進行繪圖的新手，不確定如何執行此操作。

編輯：

我想我成功了。 但是，我將如何更改標記大小，具體取決於該點所屬的群集

Answer 1

讓我們從如何在MATLAB中進行操作開始。

假設您有N唯一的類，則可以輕松遍歷盡可能多的類，並以不同的顏色plot點。 同樣，我們可以在每次迭代時更改標記大小。 您將需要使用logical索引來提取屬於每個集群的點。 假設您的矩陣存儲在M ，就會想到這樣的事情：

rng(123); %// Set random seeds
%// Total number of clusters
N = max(M(:,3));

%// Create a colour map
cmap = rand(N,3);

%// Store point sizes per cluster
sizes = [10 14 18];

figure; hold on; %// Create a blank figure and hold for changes

for ii = 1 : N
    %// Determine those points belonging to the ith cluster
    ind = M(:,3) == ii;

    %// Get the x and y coordinates
    x = M(ind,1);
    y = M(ind,2);

    %// Plot the points in a different colour
    plot(x,y,'.','Color', cmap(ii,:), 'MarkerSize', sizes(ii));
end

%// Create labels
labels = sprintfc('Label %d', 1:N);

%// Make our legend
legend(labels{:});

該代碼很容易解釋，您需要定義矩陣M然后通過取第三列的最大值來確定簇的總數。 接下來，我們創建一個隨機顏色圖，該圖具有與簇一樣多的行，並且有三列對應於每個簇的唯一RGB顏色。 每行為每個簇定義一種顏色，在繪制時將使用該顏色。

接下來，我們創建一個大小數組，其中每個簇的每個點的半徑存儲在數組中。 我們創建一個空白圖形，將其保存以進行對圖的更改，然后在每個點簇上進行迭代。 對於每個點簇，找出M的正確點以通過logical索引提取出來，提取出這些點的x和y坐標，然后將這些點以散點圖的形式繪制在圖形上，在該點上我們將顏色手動指定為RGB元組以及所需的標記大小。

然后，我們創建標簽的單元格數組，以表示每個聚類屬於哪個點集，然后顯示一個圖例，該圖例說明在給定此標簽數組的情況下哪些點屬於哪些聚類。

生成帶有隨機標簽的隨機數據，其中x和y 20個點均勻分布在[0,1]之間，並生成最多三個標簽的隨機集合：

rng(123);
M = [rand(20,2) randi(3,20,1)];

當我運行上面的代碼時，我得到了這個圖：

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要獲得與Python相當的效果，那很容易。 這只是從MATLAB到Python的轉錄，其繪制機制完全相同。 您正在使用matplotlib ，因此我假設可以使用numpy因為它是一個依賴項。

因此，等效代碼如下所示：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

np.random.seed(123)

# Total number of clusters
N = int(np.max(M[:,2]))

# Create a colour map
cmap = np.random.rand(N, 3)

# Store point sizes per cluster
sizes = np.array([10, 14, 18]);

plt.figure(); # Create blank figure. No need to hold on

for ii in range(N):
    # Determine those points belonging to the ith cluster
    ind = M[:,2] == (ii+1)

    # Get the x and y coordinates
    x = M[ind,0];
    y = M[ind,1];

    # Plot the points in a different colour
    # Also add in labels for legend
    plt.plot(x,y,'.',color=tuple(cmap[ii]), markersize=sizes[ii], label='Cluster #' + str(ii+1))

# Make our legend
plt.legend()

# Show the image
plt.show()

我不會理會這個問題，因為它與您在MATLAB代碼中看到的幾乎相同。 有一些細微差別，例如matplotlib hold on工作的方式。 您無需使用hold on因為您對圖形所做的任何更改都將被記住，直到您決定顯示圖形為止。 您還有一些細微之處，其中numpy和Python從0而不是1開始索引。

使用與MATLAB中相同的生成數據代碼：

M = np.column_stack([np.random.rand(20,2), np.random.randint(1,4,size=(20,1))])

我得到這個圖：