Python利用matplotlib与numpy绘制运动数据二维曲线

Mason

发布时间：2026-10-13 | 6人浏览过

原创

本文详解如何使用Python的numpy和matplotlib库绘制类似Excel或MATLAB风格的二维曲线。通过安装xlrd模块读取Excel格式的运动记录，结合代码示例展示数据读取、累计计算及百分比分析的全过程，并生成包含原始距离与进度百分比的多子图可视化结果，为日常数据可视化提供实用参考。

Python绘制二维曲线的基础环境与库介绍

利用Python实现类似Excel或MATLAB风格的曲线绘制相对简便，主要依赖numpy和matplotlib这两个额外库。基于这两个模块实现的绘图功能在某种程度上类似于MATLAB的plot命令，但查阅matplotlib官网可知，其当前功能已更加强大，甚至已经支持三维图像的绘制。

模块库的安装过程十分简单。以Mac系统为例，通过pip命令可以顺畅地安装这两个模块库。推测其他主流平台的操作体验也大致相同，只要能够联网，这种安装方式非常推荐，因为确实简单便捷。

本文以读取个人日常运动数据为例，原始数据通过Numbers软件进行统计，并导出为Excel文件。为了在Python中成功读取Excel文件，额外安装了xlrd模块库。

数据读取与代码实现

参考matplotlib官网的一小段代码并进行了简单修改，增加了数据读取及基础计算逻辑，具体代码如下：

核心代码逻辑解析


#!/usr/bin/python



 import numpy as np

 import matplotlib.pyplot as plt

 from xlrd import open_workbook



 def SportLine(excel_file):

     days_year  = []

     target_km  = []

     records   = []

     sum_records = []

     pct_records = []

     target_pct  = []



     fig,axs = plt.subplots(3)



     for i in range(365):

         days_year.append(i)



     for day in days_year:

         target_km.append(float(day)/365.0 * 1000.0)



     # read record data

     book = open_workbook(excel_file)

     sheet = book.sheet_by_name('record')

     rows_num = sheet.nrows

     cols_num = sheet.ncols

     for row_num in range(3,368):

         try:

             records.append(float(sheet.cell(row_num,1).value))

         except:

             records.append(0.0)



     # calculate sum of records

     sum_record = 0.0

     for each_record in records:

         sum_record += each_record

         sum_records.append(sum_record)



     # calculate pct of all

     for each_sum in sum_records:

         pct_records.append(each_sum / 1000.0)



     # calculate target pct

     for day in range(1,366):

         target_pct.append(float(day)/365.0)



     # plot target and sum trend

     ax = axs[0]

     ax.plot(days_year,sum_records)

     ax.plot(days_year,target_km)

     ax.set_title('distance-year-km')

     ax.grid(True)



     # plot record

     ax = axs[1]

     ax.plot(days_year,records)

     ax.set_title('distance-day-km')

     ax.grid(True)



     # plot percentage

     ax = axs[2]

     ax.plot(days_year,pct_records)

     ax.plot(days_year,target_pct)

     ax.set_title('pct-100%')

     ax.grid(True)

     plt.show()



 SportLine('records.xlsx')