数学建模常用代码总结-Python&MATLAB_数学建模 代码

数学建模常用代码总结-Python&MATLAB

数学建模过程中有许多可复用的基础代码，在此对 python 以及 MATLAB 中常用代码进行简单总结，该总结会进行实时更新。

一、文件读取

• python (pandas)

  文件后缀名（扩展名）并不是必须的，其作用主要一方面是提示系统是用什么软件打开，另一方面提示文件内容格式。如.txt, .csv, .tsv 文件均为纯文本文件，只是 .csv, .tsv 说明了数据的分割方式分别为, 与 \t 。既然都是文本文件，那就都可用 pandas.read_csv 或 pandas.read_table 等进行读取，这里采用 pandas.read_csv 。

  .txt 文件

  import pandas as pd
  tsvfile = pd.read_csv('filename.txt')
  tsvfile = pd.read_csv('filename.txt',skiprows=1)#跳过首行
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  .csv 文件

  import pandas as pd
  tsvfile = pd.read_csv('filename.csv')
  tsvfile = pd.read_csv('filename.csv',skiprows=1)#跳过表头
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  .tsv 文件

  import pandas as pd
  tsvfile = pd.read_csv('filename.tsv', sep='\t')
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  .json 文件

  import pandas as pd
  jsonfile = pd.read_json('filename.json', orient = 'records')
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  .csv 文件转.json 文件

  import csv
  import json
  csvfile = open('filename.tsv'，r)
  jsonfile = open('filename.json'，w)
  
  fieldnames = ("key1","key2","key3")
  reader = csv.DictReader(csvfile,fieldnames) 
  
  for row in reader:
      json.dump(row,jsonfile)
      jsonfile.write('\n')
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  .xlsx 文件

  excel 是二进制文件，它保存有关工作簿中所有工作表的信息，也可对数据进行有关操作。

  import pandas as pd
  # 读取 Excel 数据，选取 sheet1 工作表
  sheet_1 = pd.read_excel('demo.xlsx', sheet_name='Sheet1', na_values='n/a')
  # 打印 sheet 表名
  print(pd.ExcelFile('listings.xlsx').sheet_names)
  # 打印数据头部
    print(sheet_1.head())
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  .xlsx 文件转 .csv

  import pandas as pd
  def xlsx_to_csv_pd():
    data_xls = pd.read_excel('demo.xlsx', index_col=0)
    data_xls.to_csv('demo.csv', encoding='utf-8')
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  .csv 文件转 .xlsx

  import pandas as pd
  def csv_to_xlsx_pd():
    csv = pd.read_csv('1.csv', encoding='utf-8')
    csv.to_excel('1.xlsx', sheet_name='data')
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• MATLAB

  同样的原因，MATLAB 读取文本文件均可用 textscan 。

  .txt 文件

  clc;clear;
  filename = 'filename.txt';
  file = fopen(filename);%打开文件
  columns = 's%s%s%s%s%s%';%读几列就有几个's%'
  data = textscan(filename,columns,'delimiter', '	');%以制表符分隔
  fclose(file);
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  .csv 文件

  clc;clear;
  filename = 'filename.csv';
  file = fopen(filename);%打开文件
  columns = 's%s%s%s%s%s%';%读几列就有几个's%'
  data=textscan(filename,columns,'delimiter', ',');%以 , 分隔
  fclose(file);
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  .tsv 文件

  clc;clear;
  filename = 'filename.tsv';
  file = fopen(filename);%打开文件
  columns = 's%s%s%s%s%s%';%读几列就有几个's%'
  data=textscan(filename,columns,'delimiter', '	');%以制表符分隔
  fclose(file);
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  .json 文件

  MATLAB 读取 .json 文件需要下载 jsonlab 包。

  clc;clear;
  addpath('E:\PIR\PIR_V3.0\jsonlab-1.5'); %添加jsonlab包的存放路径
  
  filename = 'filename.json'; %文件名称
  jsonData = loadjson(filename);%jsonData是struct结构
  data = jsonData.u';
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二、绘图

• MATLAB

  MATLAB 帮助文档

  点状图

  plot(xi,yi,'>','Color',[x/255 x/255 x/255]);%右三角,颜色为(x,x,x)
  %符号可为'o','.','+','>','<'等
  xlabel('x/x')
  ylabel('y/y')
  title('Title')
  
  set(gcf,'unit','normalized','position',[0.2,0.2,0.8,0.6]);%固定大小
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  折线图

  xi=  1: 0.25:76;
  yi = interp1(X,Y,xi,'spline');%插值，将步长由1变为0.25
  plot(xi,yi,'Color',[x/255 x/255 x/255],'LineWidth',1);%颜色为(x,x,x),线条粗细为1
  xlabel('x/x')
  ylabel('y/y')
  title('Title')
  
  set(gcf,'unit','normalized','position',[0.2,0.2,0.8,0.6]);%固定大小
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  条形图

  MATLAB bar

  y=[1 2 3,1 2 3];%分组条形图
  tiledlayout(2,1)%指定纵横比
  bar(y);
  bar(x,y);
  bar(y,'stacked');%与y=[1 2 3,1 2 3]结合，同一个柱形上分层显示
  bar(x,y,0.6);%相对宽度控制间隔
  bar(y,'FaceColor',[0 .5 .5],'EdgeColor',[0 .9 .9],'LineWidth',1.5);%多参数
  
  y = [10 15 20; 30 35 40; 50 55 62];
  b = bar(y);
  b(3).FaceColor = [.2 .6 .5];%每组第三列设为绿色
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  其他功能

  %绘制多张
  figure(i);
  %plot
  hold on;
  figure(i+1);
  %plot
  
  %多线同图
  %plot
  hold on;
  %plot
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• python

  点状图

  import matplotlib.pyplot as plt
  plt.rcParams['figure.figsize'] = (48.0, 30.0) # 设置figure_size尺寸
  plt.plot(X,Y,'.')
  plt.xlabel("x-label",fontproperties=zhfont,fontsize='32')
  plt.ylabel("y-label",fontproperties=zhfont,fontsize='32')
  plt.title("title",fontproperties=zhfont,fontsize='32')
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  折线图

  import matplotlib.pyplot as plt
  plt.rcParams['figure.figsize'] = (48.0, 30.0) # 设置figure_size尺寸
  plt.plot(X,Y)
  plt.xlabel("x-label",fontproperties=zhfont,fontsize='32')
  plt.ylabel("y-label",fontproperties=zhfont,fontsize='32')
  plt.title("title",fontproperties=zhfont,fontsize='32')
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  其他常用功能

  # 绘制多张
  plt.subplot(221) # 两行两列的第一个
  plt.plot(X1,Y1,'.')
  plt.subplot(222) # 两行两列的第二个
  plt.plot(X2,Y2,'.')
  plt.subplot(223) # 两行两列的第三个
  plt.plot(X3,Y3,'.')
  plt.subplot(224) # 两行两列的第四个
  plt.plot(X4,Y4,'.')
  
  # 多张同图
  plt.plot(X1,Y1,'.')
  plt.plot(X2,Y2,'.')
  
  # 设置分辨率
  ## 绘制分辨率
  plt.rcParams['figure.figsize'] = (24.0, 20.0) # 默认的像素为[6.0,4.0]，分辨率为100，图片尺寸为 600&400
  plt.rcParams['figure.dpi'] = 300 # 直接设置分辨率，一般使用这两种方式之一
  ## 保存分辨率
  plt.rcParams['savefig.dpi'] = 300 # 预先设定保存图片像素
  plt.savefig(‘demo.jpg', dpi=200) # 保存时指定分辨率，一般使用这两种方式之一
  
  # title 格式
  ## 该条(title 格式)参考`开码牛`的博客
  plt.title('Interesting Graph',fontsize='large'，fontweight='bold') 设置字体大小与格式
  plt.title('Interesting Graph',color='blue') 设置字体颜色
  plt.title('Interesting Graph',loc ='left') 设置字体位置
  plt.title('Interesting Graph',verticalalignment='bottom') 设置垂直对齐方式
  plt.title('Interesting Graph',rotation=45) 设置字体旋转角度
  plt.title('Interesting',bbox=dict(facecolor='g', edgecolor='blue', alpha=0.65 )) 标题边框
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• 常用配色