파이썬, Matplotlib은 무엇인가? (데이터 시각화 라이브러리) IDLE Shell에서 사용법, 파이썬 그래프

 

Matplotlib은 Python 언어에서 사용되는 데이터 시각화 라이브러리입니다.

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주요 특징 및 용도

Matplotlib은 데이터를 다양한 형태로 시각화할 수 있게 해주며, 주로 과학 컴퓨팅, 엔지니어링, 데이터 분석 분야에서 널리 사용됩니다. 다음은 Matplotlib의 주요 특징과 용도입니다.

• 다양한 그래프 형식 지원: Matplotlib은 선 그래프, 막대 그래프, 산점도, 히스토그램, 파이 차트 등 2D 및 3D 데이터를 시각화하는 데 필요한 거의 모든 종류의 그래프를 지원합니다. .
• 높은 자유도: 사용자가 그래프의 거의 모든 요소를 세밀하게 제어할 수 있습니다. 예를 들어, 축의 라벨, 제목, 범례, 색상, 선 스타일 등을 원하는 대로 커스터마이징할 수 있습니다.
• 다른 라이브러리와의 호환성: NumPy, Pandas와 같은 Python의 다른 데이터 분석 라이브러리와 원활하게 연동됩니다. 데이터를 Pandas DataFrame으로 불러온 후 Matplotlib을 이용해 손쉽게 시각화하는 것이 일반적인 작업 흐름입니다.
• 명령형 방식: Matplotlib은 MATLAB과 유사한 명령형(imperative) 방식으로 작동합니다. 즉, 사용자가 코드를 한 줄씩 실행하여 그래프를 단계적으로 생성하고 수정할 수 있습니다.

요약하자면, Matplotlib은 데이터의 패턴이나 관계를 시각적으로 이해하고 분석하는 데 매우 강력하고 유연한 도구입니다.

 

 

 

질문)

idle shell에서도 사용가능하나요?

네, IDLE 쉘에서도 Matplotlib을 사용할 수 있습니다.

IDLE은 파이썬 코드를 실행하고 테스트할 수 있는 기본적인 통합 개발 환경(IDE)입니다. Matplotlib 라이브러리를 설치하면 IDLE 쉘에서 import matplotlib.pyplot as plt와 같은 명령을 통해 라이브러리를 불러와 사용할 수 있습니다.

하지만, IDLE 쉘은 그래프를 팝업 창으로 띄우는 방식으로 작동합니다. 코드를 실행하면 그래프가 새로운 창에 나타나며, 이 창을 닫아야만 IDLE 쉘로 돌아와 다음 명령을 입력할 수 있습니다.

IDLE에서의 Matplotlib 사용 예시

1. 라이브러리 불러오기:
2. Python

    

   import matplotlib.pyplot as plt
   

3. 데이터 준비:
4. Python

    

   x = [1, 2, 3, 4]
   y = [10, 20, 25, 30]
   

5. 그래프 그리기:
6. Python

    

   plt.plot(x, y)
   

7. 그래프 보여주기:
8. Python

    

   plt.show()
   

이 코드를 IDLE 쉘에 입력하면 선 그래프가 포함된 별도의 창이 나타납니다.

IDLE 쉘의 한계

IDLE 쉘은 간단한 테스트에는 유용하지만, 복잡한 데이터 분석이나 여러 그래프를 함께 작업할 때는 다소 불편할 수 있습니다. Jupyter Notebook이나 PyCharm과 같은 전문적인 개발 환경을 사용하면 그래프가 코드 셀 바로 아래에 표시되어 훨씬 효율적입니다. .

따라서 간단한 예제를 확인하는 용도로는 IDLE 쉘이 충분하지만, 본격적인 데이터 시각화 작업에는 다른 환경을 사용하는 것이 더 좋습니다.

 

질문)

설치를 해야 사용가능하나요?

네, Matplotlib은 파이썬에 기본적으로 포함되어 있지 않으므로, 사용하려면 설치해야 합니다.

가장 일반적인 설치 방법은 pip라는 파이썬 패키지 관리 도구를 사용하는 것입니다.

설치 방법

1. 명령 프롬프트(Windows) 또는 터미널(macOS/Linux)을 엽니다.
2. 아래 명령어를 입력하고 엔터 키를 누릅니다.
3. Bash

    

   pip install matplotlib
   

이 명령어를 실행하면 pip가 Matplotlib 라이브러리를 자동으로 다운로드하고 설치해줍니다. 설치가 완료되면 IDLE, Jupyter Notebook, PyCharm 등 파이썬을 실행할 수 있는 모든 환경에서 Matplotlib을 사용할 수 있습니다.

 

 

질문)

pip install matplotlib를 도스창에서 타이핑해서 설치했어요. 메뉴판이나 설치한것을 볼 수는 없나요?

 

"메뉴판"처럼 Matplotlib을 실행하는 바로 가기 아이콘은 따로 생성되지 않습니다. Matplotlib은 파이썬 라이브러리이기 때문에, 파이썬 코드를 통해 불러와서 사용해야 합니다.

하지만 걱정하지 마세요! 설치 여부를 확인하고, 설치된 라이브러리 목록을 보는 방법은 아주 간단합니다.

1. 설치된 라이브러리 목록 확인하기

명령 프롬프트(혹은 터미널)를 다시 열고, 다음 명령어 중 하나를 입력하면 현재 파이썬 환경에 설치된 모든 패키지 목록을 확인할 수 있습니다.

• pip list
• pip freeze

두 명령어 모두 설치된 패키지 이름과 버전을 보여주지만, pip freeze는 보통 프로젝트의 의존성을 관리하는 데 사용되는 형식으로 목록을 출력합니다. Matplotlib이 목록에 보인다면, 성공적으로 설치된 것입니다.

2. Matplotlib 정보 확인하기

Matplotlib이 정확히 어디에 설치되었는지, 어떤 버전이 설치되었는지 등 더 자세한 정보를 알고 싶다면 다음 명령어를 사용하면 됩니다.

• pip show matplotlib

이 명령어를 실행하면 Matplotlib의 버전, 설치 위치, 필요한 의존성 패키지 등 다양한 정보를 보여줍니다.

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pip를 사용하여 설치된 Python 패키지 목록을 보는 방법을 설명하는 영상입니다.

 

 

질문)

idle shell에서 plt.show()를 치면 이제 작동되나요?

네, pip install matplotlib로 Matplotlib을 설치했다면, IDLE 쉘에서 plt.show() 명령어가 이제 정상적으로 작동합니다.

plt.show()를 실행하면, 별도의 창에 그래프가 나타납니다. 이 창을 닫아야 IDLE 쉘에서 다음 명령어를 입력할 수 있습니다.

만약 그래프가 보이지 않는다면, Matplotlib이 제대로 설치되었는지, 그리고 import matplotlib.pyplot as plt 명령어를 실행했는지 다시 확인해 보세요.

 

질문)

import matplotlib.pyplot as plt 이걸 타이핑 해주고 plt.show()를 타이핑해야 하나요?

네, 맞습니다. Matplotlib 라이브러리를 사용하기 위해서는 import matplotlib.pyplot as plt를 먼저 입력해야 합니다.

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Matplotlib 사용 순서

1. import matplotlib.pyplot as plt: 이 코드는 Matplotlib 라이브러리 안의 pyplot 모듈을 불러오는 명령어입니다. as plt는 이 모듈에 plt라는 별칭(alias)을 부여하는 것으로, 앞으로 코드를 작성할 때 matplotlib.pyplot 대신 더 짧은 plt를 사용할 수 있게 해줍니다. 이 과정이 없으면 파이썬은 plt가 무엇인지 알지 못합니다.
2. 그래프 생성 코드: 이어서 데이터를 준비하고 그래프를 그리는 코드를 작성합니다. 예를 들어, 선 그래프를 그릴 때는 plt.plot() 함수를 사용합니다.
3. plt.show(): 이 코드는 지금까지 작성한 그래프를 화면에 보여주는 명령어입니다. plt.show()를 실행하기 전까지는 그래프가 메모리상에만 존재하고 화면에는 나타나지 않습니다. 여러 그래프를 한 번에 보여줄 수도 있습니다.

따라서 Matplotlib을 사용하여 그래프를 화면에 띄우려면, import로 라이브러리를 불러온 다음, 그래프를 그리고, 마지막으로 plt.show()를 호출하는 순서로 코드를 작성해야 합니다.

 

예제 소스 및 설명)

예제 1: 가장 기본적인 선 그래프 그리기

이 예제는 가장 단순한 형태의 꺾은선 그래프를 만드는 방법을 보여줍니다.

소스 코드

Python

 

import matplotlib.pyplot as plt

# x축과 y축에 들어갈 데이터 준비
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [10, 20, 15, 25, 30]

# 그래프 생성
plt.plot(x, y)

# 그래프 보여주기
plt.show()

소스 설명

• import matplotlib.pyplot as plt: Matplotlib 라이브러리를 불러와 plt라는 별칭을 붙입니다. 모든 Matplotlib 코드의 시작입니다.
• x = [...], y = [...]: 그래프에 사용할 데이터를 리스트 형태로 정의합니다. x는 가로축, y는 세로축의 값을 나타냅니다.
• plt.plot(x, y): plot 함수를 사용하여 x와 y 데이터를 연결하는 선을 그립니다.
• plt.show(): 지금까지 그린 그래프를 화면에 팝업 창으로 표시합니다.

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예제 2: 제목과 축 이름 추가하기

이번에는 그래프에 제목과 축 이름을 추가하여 더 알아보기 쉽게 만듭니다.

소스 코드

Python

 

import matplotlib.pyplot as plt

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [10, 20, 15, 25, 30]

plt.plot(x, y)

# 그래프에 제목과 축 이름 추가
plt.title('My First Line Graph')
plt.xlabel('X-axis Label')
plt.ylabel('Y-axis Label')

plt.show()

소스 설명

• plt.title('My First Line Graph'): 그래프의 맨 위에 제목을 추가합니다.
• plt.xlabel('X-axis Label'): 가로축에 라벨을 붙입니다.
• plt.ylabel('Y-axis Label'): 세로축에 라벨을 붙입니다.

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예제 3: 막대 그래프와 색상 변경하기

선 그래프 외에 다른 형태의 그래프도 그려볼 수 있습니다. 막대 그래프를 만들고 색상을 변경하는 예제입니다.

소스 코드

Python

 

import matplotlib.pyplot as plt

categories = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E']
values = [10, 24, 15, 18, 22]

# 막대 그래프 생성 및 색상 지정
plt.bar(categories, values, color='skyblue')

plt.title('Bar Chart Example')
plt.xlabel('Categories')
plt.ylabel('Values')

plt.show()

소스 설명

• plt.bar(categories, values, color='skyblue'): bar 함수를 사용하여 막대 그래프를 만듭니다. color 매개변수로 막대의 색상을 지정할 수 있습니다. skyblue 외에도 red, green 등 다양한 색상 이름을 사용할 수 있습니다.

이 예제들을 순서대로 IDLE 쉘에 입력하며 실행해보세요. Matplotlib의 기본 사용법과 기능을 쉽게 익히실 수 있을 겁니다. 😊