如何在终端中绘制图表？

Question

我正在研究 ML/Theano，最近发现了这个脚本：https://gist.github.com/notmatthancock/68d52af2e8cde7fbff1c9225b2790a7f，玩起来很酷。和所有 ML 研究人员一样，我最近升级到服务器，虽然它更强大，但也给我带来了问题。

脚本很长，但以这样的代码结尾：

def plot_stuff(inputs, outputs, losses, net_func, n_hidden):
fig,axes = plt.subplots(1,2,figsize=(12,6))

    axes[0].plot(np.arange(losses.shape[0])+1, losses)
    axes[0].set_xlabel('iteration')
    axes[0].set_ylabel('loss')
    axes[0].set_xscale('log')
    axes[0].set_yscale('log')

    x,y = np.mgrid[inputs[:,0].min():inputs[:,0].max():51j, inputs[:,1].min():inputs[:,1].max():51j]
    z = net_func( np.c_[x.flatten(), y.flatten()] ).reshape(x.shape)

    axes[1].contourf(x,y,z, cmap=plt.cm.RdBu, alpha=0.6)
    axes[1].plot(inputs[outputs==0,0], inputs[outputs==0,1], 'or') 
    axes[1].plot(inputs[outputs==1,0], inputs[outputs==1,1], 'sb') 
    axes[1].set_title('Percent missclassified: %0.2f%%' % (((net_func(inputs)>0.5) != outputs.astype(np.bool)).mean()*100))

    fig.suptitle('Shallow net with %d hidden units'%n_hidden)
    plt.show()

if __name__=='__main__':
    n_hidden = 40
    inputs, outputs = gen_data(n_samples_per_class=100)
    losses, net_func = train_neural_network(inputs=inputs, outputs=outputs, n_hidden=n_hidden, n_iters=int(2000), learning_rate=0.1)
    plot_stuff(inputs, outputs, losses, net_func, n_hidden)

生成此图表：

当我尝试在服务器上运行它时，服务器没有屏幕，只有命令行，我可以预见到这个错误：

fedora@ip-173-33-18-911:~/scripting/spiral$ python spiral.py
Iteration 2000 / 2000, Loss: 0.172083
Traceback (most recent call last):
  File "spiral.py", line 133, in <module>
    plot_stuff(inputs, outputs, losses, net_func, n_hidden)
  File "spiral.py", line 110, in plot_stuff
    fig,axes = plt.subplots(1,2,figsize=(12,6))
  File "/usr/lib/pymodules/python2.7/matplotlib/pyplot.py", line 1046, in subplots
    fig = figure(**fig_kw)
  File "/usr/lib/pymodules/python2.7/matplotlib/pyplot.py", line 423, in figure
    **kwargs)
  File "/usr/lib/pymodules/python2.7/matplotlib/backends/backend_tkagg.py", line 79, in new_figure_manager
    return new_figure_manager_given_figure(num, figure)
  File "/usr/lib/pymodules/python2.7/matplotlib/backends/backend_tkagg.py", line 87, in new_figure_manager_given_figure
    window = Tk.Tk()
  File "/usr/lib/python2.7/lib-tk/Tkinter.py", line 1767, in __init__
    self.tk = _tkinter.create(screenName, baseName, className, interactive, wantobjects, useTk, sync, use)
_tkinter.TclError: no display name and no $DISPLAY environment variable

有没有办法/方法/功能在命令行中显示图表和图形？

Answer 1

termplotlib（我的一个小项目）在这里可能会派上用场。安装

pip install termplotlib

并生成类似的终端图

import termplotlib as tpl
import numpy as np

x = np.linspace(0, 2*np.pi, 100)
y = np.sin(x) + x
fig = tpl.figure()
fig.plot(x, y, width=60, height=20)
fig.show()

  7 +---------------------------------------------------+
    |                                                   |
  6 |                                             **    |
    |                                           **      |
    |                                         **        |
  5 |                                       **          |
    |                                     ***           |
  4 |                                  ****             |
    |                              *****                |
  3 |             *****************                     |
    |          ****                                     |
  2 |       ***                                         |
    |     ***                                           |
    |   ***                                             |
  1 |  **                                               |
    |**                                                 |
  0 +---------------------------------------------------+
    0      1       2      3       4      5       6      7

Answer 2

检查包plotext，它允许直接在终端上绘制数据。它非常直观，因为它的语法与 ma​​tplotlib 非常相似。

这是一个基本的例子：

import plotext as plt
y = plt.sin() # sinusoidal signal 
plt.scatter(y)
plt.title("Scatter Plot")
plt.show()

您还可以绘制条形图：

甚至是图片：

此处显示了绘制连续数据流的示例：

它可以安装与

pip install plotext

或与：

pip install "plotext[image]" 

将 plotext 用于图像。

Answer 3

您可能有兴趣查看 uniplot，这是我专门为 ML/数据科学管道编写的 Python 库。可能正是您正在寻找的。​​p>

得益于 Unicode，分辨率是其他终端绘图仪的 4 倍。

我还没有像你那样做高级图形，但是对于线条、散点图和直方图来说，它工作得很好。

Answer 4

你有几个选择：

1. 导出为图像或 PDF。在这里找到的信息：http://matplotlib.org/faq/howto_faq.html 这里的关键信息如下：

   # do this before importing pylab or pyplot
   import matplotlib
   matplotlib.use('Agg')
   import matplotlib.pyplot as plt
   fig = plt.figure()
   ax = fig.add_subplot(111)
   ax.plot([1,2,3])
   fig.savefig('test.png')
   

2. 如果您的服务器支持 X11 转发（或者如果您可以启用/安装 X11 转发），您可以通过设置显示来通过 SSH 连接到服务器。从 linux 运行：

   DISPLAY=:0.0 ssh -Y <server ip>
   

   这会将您的机器设置为将任何显示输出从服务器转发到您的 PC。如果你运行的是 Windows，你可以使用 MobaXterm，这很容易，或者你自己配置一个 X11 客户端。如果我没记错的话，Mac 也同样简单。

Answer 5

可以在终端和终端模拟器中绘制光栅图像：

import matplotlib
matplotlib.use('module://matplotlib-sixel')
from pylab import *
plt.plot(sin(arange(100) / 10))
show()

此特定示例使用 matplotlib-sixel，这是一个使用 Xterm 模拟 Sixel 兼容终端和 ImageTrick 的库。类似的技术可以在 Linux 终端（通过Framebuffer）或模拟器（kitty 或iTerm2）中实现。 FOSS 社区在过去几年中提供了很好的解决方案（例如 libsixel）。

另一种选择是使用X11 forwarding 或使用基于Sixel 的打印机，例如lsix。但所有这些选项都将发生在 Python shell 本身之外。

当然，您最好在服务器中运行Jupyter Notebook，而不是在终端中硬塞图像。这可能不值得。

Answer 6

我创建了一个名为 termplot 的小包，它可以从列表中创建一个垂直条形图。

pip install termplot

import termplot
termplot.plot([1,2,3,4,-5,5,-4,-1,0,-10,-4,-2,3,5,8,10,12,10,8,7,6,5,4,3,2,1])

Answer 7

如果你想用图表弹出一个外部窗口，运行绘图，然后

>>> matplotlib.pyplot.show(block=True)

这将在单独的窗口中弹出图表。

如果您在此调用之前多次调用plot()，它将弹出等量的带有相应图表的窗口。仅当您关闭所有弹出的图表窗口时，控制权才会返回给 Python。

我喜欢将它包装在一个小辅助函数中，如下所示：

def show():
   return matplotlib.pyplot.show(block=True) 

然后，只要我想查看任何尚未显示的地块，我只需致电 show()。

Answer 8

在我看来，terminalplot，比@William234234 建议的包更完整，可能是一个很好的解决方案。

示例用法：

import terminalplot as tp
import numpy as np
from math import sin, pi

x=np.linspace(0,2*pi,100);
y=[sin(m)+m for m in x];
tp.plot(list(x),y)