Python'da Matplotlib Nedir?

Python programlama dilinin en önemli görselleştirme araçlarından biri olan Matplotlib, veri bilimciler, mühendisler ve araştırmacılar arasında yaygın olarak kullanılır. 2002 yılında John Hunter tarafından geliştirilen kütüphane, başlangıçta nörobiyolojik araştırmalar için elektrokortikografi (ECoG) verilerini görselleştirmek amacıyla tasarlanmıştır. Zamanla çeşitli veri görselleştirmeleri oluşturabilme yeteneği sayesinde Python programlama dili için vazgeçilmez bir araç haline gelen Matplotlib konusunda merak edilenlere gel daha yakından bakalım.

Matplotlib Nedir?

Matplotlib, Python programlama dilinin temel çizim ve görselleştirme kitaplığıdır. Çok yönlülüğü ve geniş kullanım alanı ile Python görselleştirme paketleri arasında en popüler olanıdır. John Hunter tarafından 2002 yılında başlatılan proje, başlangıçta nörobiyolojik araştırmalarda kullanılmak üzere epileptik hastalardan elde edilen Elektrokortikografi (ECoG) verilerini görselleştirmek için tasarlanmış, daha sonra geliştirilerek de günümüze kadar ulaşmıştır.

Hız ve verimlilik açısından dikkati çeken Matplotlib, kullanıcıların çeşitli görselleştirme stilleri oluşturmasına olanak tanır. Bu stiller arasında çizgi grafikler, dağılım grafikleri, histogramlar, çubuk grafikler, hata çubukları, pasta grafikler ile kutu grafikleri bulunur. Diğer yandan Matplotlib ile 3D grafikler de oluşturulabildiğinden, bilimsel ve mühendislik uygulamaları için özellikle değerlidir.

Açık kaynaklı bir araç olarak geniş kullanıcı ve geliştirici topluluğu tarafından desteklenen kütüphane, sürekli geliştirilen dinamik özelliğe sahiptir. Örneğin, Phoenix uzay aracının 2008 inişindeki veri görselleştirmesi gibi önemli projelerde kullanılması, güvenilirliğini ve geniş kabulünü gösteren en güçlü detaylardan biridir. Görselleştirmeleri PDF, SVG, JPG, PNG, BMP ve GIF gibi bir dizi popüler formatta kaydetme yeteneğine sahip olan Matplotlib aynı zamanda, Pandas ve Seaborn gibi diğer Python kütüphanelerinin de temelini oluşturur. Bu kütüphaneler, Matplotlib'in görselleştirme yeteneklerini daha gelişmiş ve kullanıcı dostu arayüzlerle birleştirir.

Matplotlib Neden Popülerdir?

Matplotlib'in popülaritesinin nedenleri, yazılım ve veri görselleştirme dünyasının gereksinimlerine mükemmel şekilde uyum sağlamasından kaynaklanır. Peki neden bu kadar popüler?

• Matplotlib, yeni başlayanlar için tasarlanmış basit arayüze sahiptir. Böylece kullanıcıların hızlı şekilde görselleştirme yapmalarına olanak tanıyarak öğrenme sürecini kolaylaştırır.
• Açık kaynaklı ve ücretsiz olması geniş kullanıcı kitlesine ulaştırır. Topluluk tarafından sürekli geliştirilen açık kaynak kodları, güncel teknolojik trendlere uyum sağlamasını sağlar.
• Matplotlib, kullanıcılara grafiklerin renkleri, boyutları, çizgi türleri ve diğer pek çok özelliğini detaylı şekilde özelleştirme imkanı sunar. Sunduğu bu esneklik, farklı ihtiyaç ve tercihlere uygun çözümler üretebilme yeteneği kazandırır.
• Özellikle Pandas gibi Python'un veri işleme kütüphaneleriyle, sorunsuz şekilde entegre olur. Söz konusu entegrasyon, veri çerçeveleri ve dizilerle etkili şekilde çalışmayı mümkün kılar.
• Matplotlib, plot() gibi yöntemlerle durum bilgili çizim API'leri sunar. API'ler, kullanıcıların parametre gerektirmeden etkili görselleştirmeler yapmalarını sağladığından veri görselleştirme sürecini hızlandırır, daha verimli hale getirir.
• Python betikleri, Python ve iPython kabukları, Jupyter Notebooks gibi çeşitli platformlarda rahatlıkla kullanılabilir. Çok yönlülük, farklı çalışma ortamlarında esneklik sağlar.
• 2D çizimlerin yanı sıra, 3 boyutlu grafikler ile karmaşık görselleştirmeler için de uygun araçlar sunar. Bu da kullanım alanını genişleterek daha karmaşık veri setlerinin analiz edilmesine olanak tanır.
• Çeşitli dosya formatlarında (PNG, PDF, PGF vb.) yüksek kaliteli çıktılar üretebilir. Genellikle bu tür çıktılar profesyonel raporlar ve akademik yayınlar için idealdir.
• Kullanıcılara DPI, şekil rengi ve boyutu gibi detayları kontrol etme imkanı sunar. Böylece görselleştirmeleri kullanıcının ihtiyaçlarına ve tercihlerine göre şekillendirmeyi mümkün kılar.

https://www.istockphoto.com/tr/fotoğraf/closeup-of-program-developer-writing-software-on-multiple-computer-screens-at-gm1449171326-486442248?phrase=python+&searchscope=image%2Cfilm 

Python Matplotlib Kullanımı

Python'da Matplotlib kullanımı, genellikle anlaşılır bazı kodları izleyerek gerçekleştirilir. Kullanıma başlamadan önce Matplotlib'i yüklemen gerekir. Eğer henüz yüklenmediyse, “pip install matplotlib” komutunu kullanarak yükleyebilirsin. Sonrasında matplotlib kullanarak grafik oluşturmak için şu adımları takip edebilirsin:

• İlk olarak matplotlib kütüphanesini içe aktarman gerekir. Genellikle pyplot modülü, plt takma adıyla içe aktarılır. Kullanacağın kod “import matplotlib.pyplot as plt” olmalıdır.
• Görselleştirmek istediğin verileri hazırlamalısın. Verilerin basit sayı listeleri olabilir. Bunun için

x = [1, 2, 3, 4, 5]

y = [2, 3, 5, 7, 11] kodunu kullanmalısın.

• Daha sonra plot fonksiyonunu kullanarak bir çizgi grafiği oluşturabilirsin. Bu grafiği oluşturmak için yazman gereken kod “plt.plot(x, y)” olmalıdır.
• Oluşturulan grafiği göstermek için show fonksiyonunu kullanmalısın. Bunun için gerekli kod ise “plt.show()”dur.

Bunların yanı sıra Matplotlib grafikleri özelleştirmek için de pek çok seçenek sunar. Örneğin, grafiğe başlık ekleyebilir, eksen etiketlerini değiştirebilir veya çizgi stili ile renklerini şu kodlar ile ayarlayabilirsin:

plt.plot(x, y, color='green', linestyle='dashed', marker='o')
plt.title("Örnek Grafik")
plt.xlabel("X Ekseni")
plt.ylabel("Y Ekseni")
plt.show()

Histogramlar, pasta grafikleri, çubuk grafikler ve 3D grafikler gibi daha karmaşık grafik türlerini de destekleyen Matplotlib ayrıca, birden fazla grafiği aynı anda göstermek, görselleştirmeleri kaydetmek ve interaktif grafikler oluşturmak gibi ileri düzey özelliklere de sahiptir. Örneğin, bir çubuk grafiği oluşturmak istersen kullanman gereken kod şu olmalıdır:

categories = ['Kategori A', 'Kategori B', 'Kategori C']
values = [4, 7, 2]
plt.bar(categories, values)
plt.title("Çubuk Grafik Örneği")
plt.show()

Matplotlib ile çalışırken ihtiyaç duyduğun diğer tüm özellikleri, kütüphanenin geniş dokümantasyonu ile çevrimiçi toplulukların sağladığı kaynaklardan bulabilirsin. Böylece daha karmaşık grafikler oluşturabilirsin.

Python Matplotlib Örnekleri

Dünya çapında pek çok alanda geniş kullanıma sahip olan Matplotlib, akademik araştırmalar, endüstriyel uygulamalar, veri analizi gibi farklı sektörlerde kendine geniş yer edinmiştir. Matplotlib kullanılarak gerçekleştirilen bazı dikkat çekici örnekler şu şekilde özetlenebilir:

• Özellikle astronomi ve uzay bilimleri alanında, Hubble Uzay Teleskobu gibi uzay araştırmalarında elde edilen verilerin analizi ile görselleştirilmesinde Matplotlib yaygın olarak kullanılır. Ayrıca protein yapısının incelenmesi veya kimyasal bileşiklerin analizi gibi biyolojik ve kimyasal araştırmalarda da tercih edilir.
• Üniversitelerin yanı sıra araştırma kurumlarında, eğitim materyalleri ile ders kitapları için veri görselleştirme aracı olarak Matplotlib sıkça tercih edilir. Öğrencilere veri bilimi ve istatistik konseptlerini öğretirken görsel örnekler sunmak için kullanılır.
• Özellikle hisse senedi piyasaları, ekonomik göstergeler, risk yönetimi analizleri gibi konuları kapsayan finans sektöründe de Matplotlib tercih edilir. Zaman serisi verilerinin görselleştirilmesi, trend analizleri, finansal modellerin sunumu için idealdir.
• Tıbbi veri analizi ve epidemiyolojik çalışmalar, Matplotlib'in kullanıldığı başka bir alandır. Özellikle hastalık yayılım modellerinin görselleştirilmesi ile tıbbi araştırmalardaki veri setlerinin analizi için kullanılır.
• Mühendislik simülasyonları, ürün tasarımı ve teknolojik araştırmalar, Matplotlib kullanılarak elde edilen verilerin görselleştirildiği alanlardandır. Özellikle otomotiv, havacılık ve enerji sektörlerinde, teknik çizimler ile modelleme için kullanılır.
• İklim bilimciler, Matplotlib'i iklim verilerini ve çevresel trendleri görselleştirmek için kullanırlar. Sıcaklık değişimleri, yağış modelleri, deniz seviyesi yükselmesi gibi önemli iklim değişikliklerinin analizinde tercih edilen bu tür görselleştirmeler, küresel ısınma ve çevresel değişikliklerin anlaşılması ile bu konulara dikkat çekilmesinde önemli rol oynar.
• Ulaşım sektöründe, özellikle trafik akış analizleri, rota optimizasyonu, lojistik planlamalarında Matplotlib tercih edilir. Trafik yoğunluğu, ulaşım ağları, sevkiyat rotalarının görselleştirilmesi gibi uygulamalar daha verimli ulaşım ve dağıtım stratejilerinin geliştirilmesine yardımcı olur.
• Sosyologlar ve politika analistleri, anket verileri, demografik trendler, seçim sonuçları gibi sosyal bilim verilerini görselleştirmek için Matplotlib'i kullanırlar. İlgili görselleştirmeler, toplumsal eğilimleri, davranış kalıplarını ve kamuoyu dinamiklerini daha iyi anlamak için kullanılır.
• Spor analistleri de oyuncu performansı, takım istatistikleri, maç sonuçları gibi spor verilerini analiz etmek ve görselleştirmek için Matplotlib'i kullanır. Analizler, takımların performansını iyileştirmek, oyuncu seçimlerini optimize etmek ve maç stratejilerini planlamak için önemlidir.

Eğer sen de dinamik yazılım sektöründe yer almak, kariyerini bir üst seviyeye taşımak istiyorsan Techcareer’in etkinlik kısmına göz atabilir, hayalindeki kariyere ilk adımını atmak için harekete geçebilirsin. Bunun yanı sıra teknoloji dünyasında fark yaratma arzunu daha da ileriye taşımak istersen, alanında uzman eğitmenler tarafından özenle hazırlanmış Bootcamp programlarımıza katılarak becerilerini geliştirebilir ve yenilikçi fikirlerini sergileme şansı bulacağın Hackathon etkinliklerimizde kendini kanıtlayabilirsin.