Python للذكاء الاصطناعي متقدم · Advanced 12 دقيقة

Matplotlib

Data Visualization with Matplotlib

رسم البيانات: الخطوط والمدرجات ومخططات التشتت، وتنظيم الأشكال والمحاور.

تقدّمك في المسار0%

الواجهة الكائنية

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

epochs = np.arange(1, 11)
loss = 1 / epochs

fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 4))
ax.plot(epochs, loss, marker="o", label="training loss")
ax.set_xlabel("Epoch")
ax.set_ylabel("Loss")
ax.set_title("Training curve")
ax.legend()
fig.tight_layout()
plt.show()

رسوم شائعة

الهدفالدالة
تغير قيمة عبر الزمنax.plot
توزيع متغير واحدax.hist
علاقة متغيرينax.scatter
مقارنة فئاتax.bar
مصفوفة قيم (مثل مصفوفة الالتباس)ax.imshow

محاور متعددة

fig, axes = plt.subplots(1, 2, figsize=(10, 4))
rng = np.random.default_rng(0)
x = rng.normal(size=500)
axes[0].hist(x, bins=30)
axes[0].set_title("Distribution")
axes[1].scatter(x, 2 * x + rng.normal(size=500), s=8)
axes[1].set_title("Relationship")
fig.tight_layout()

الحفظ

fig.savefig("curve.png", dpi=200, bbox_inches="tight")

النصوص العربية

Matplotlib لا يشكّل الحروف العربية ولا يعكس اتجاهها تلقائياً، لذلك تُستخدم عادة عناوين إنجليزية في الرسوم العلمية، أو تُعالج النصوص العربية بمكتبات تشكيل الحروف قبل رسمها.

مبادئ رسم جيد

  • سمِّ المحاور واذكر الوحدات.
  • لا تبدأ محور الأعمدة من قيمة غير الصفر دون توضيح.
  • استخدم ألواناً متمايزة ومناسبة لضعاف تمييز الألوان.
  • رسم واحد واضح أفضل من رسوم مزدحمة.

مصطلحات الدرس

الشكل Figure
الحاوية العليا للرسم، ويمكن أن تضم محاور متعددة.
المحاور Axes
منطقة رسم واحدة داخل الشكل لها محوران ومقاييس وعناصر رسم.
المدرج التكراري Histogram
رسم يوضح توزيع قيم متغير عددي بتقسيمها إلى فئات وعدّ القيم في كل فئة.

الملخص

Matplotlib المكتبة الأساسية للرسم في Python. الواجهة الموصى بها هي الواجهة الكائنية: إنشاء Figure ومحاور Axes عبر plt.subplots ثم الرسم عليها. تشمل الرسوم الشائعة المخطط الخطي والمدرج التكراري ومخطط التشتت والأعمدة، مع ضرورة تسمية المحاور وإضافة العنوان ووسيلة الإيضاح.

أسئلة مراجعة

  1. أي رسم تستخدم لعرض توزيع متغير عددي واحد؟

    المدرج التكراري (histogram) أو مخطط الصندوق (box plot).

  2. أي رسم تستخدم لعرض العلاقة بين متغيرين عدديين؟

    مخطط التشتت (scatter plot).

المصادر والمراجع

  1. Quick start guide — Matplotlib documentation
  2. Plot types — Matplotlib documentation

إكمال الدرس