如何在Python程序中为实时图表创建简单的UI？

Question

我有一个复杂的算法，它会更新存储在数组中的三个直方图。我想调试这个算法，所以我在考虑在用户界面中把这些数组显示成直方图。有什么简单的方法可以做到这一点呢？（快速开发应用程序比优化代码更重要。）

我对Qt（用C++写的）有一些经验，也对matplotlib有一点了解。

（我打算把这个问题开放一两天，因为我没有足够的经验来评估解决方案。希望社区的投票能帮助我选择最佳答案。）

Answer 1

我建议在交互模式下使用matplotlib。如果你调用一次.show，它会在一个独立的窗口中弹出来。如果你不调用它，那么图形只会存在于内存中，等你完成后可以把它保存到文件里。

Answer 2

如果你想要实时绘图，我建议你试试 Chaco、pyqtgraph，或者一些基于 OpenGL 的库，比如 glumpy 或 visvis。虽然 Matplotlib 很棒，但一般来说不太适合这种应用。

补充：glumpy、visvis、galry 和 pyqtgraph 的开发者们正在合作开发一个叫做 vispy 的可视化库。这个库还在早期开发阶段，但前景不错，功能也已经相当强大。

Answer 3

编辑：现在使用 matplotlib.animation 来制作动画更简单、更好：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation


def animate(frameno):
    x = mu + sigma * np.random.randn(10000)
    n, _ = np.histogram(x, bins, normed=True)
    for rect, h in zip(patches, n):
        rect.set_height(h)
    return patches    

mu, sigma = 100, 15
fig, ax = plt.subplots()
x = mu + sigma * np.random.randn(10000)
n, bins, patches = plt.hist(x, 50, normed=1, facecolor='green', alpha=0.75)

ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, blit=True, interval=10,
                              repeat=True)
plt.show()

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这里有一个制作动画图表的例子，可以查看。在这个例子的基础上，你可以尝试类似的做法：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

plt.ion()
mu, sigma = 100, 15
fig = plt.figure()
x = mu + sigma*np.random.randn(10000)
n, bins, patches = plt.hist(x, 50, normed=1, facecolor='green', alpha=0.75)
for i in range(50):
    x = mu + sigma*np.random.randn(10000)
    n, bins = np.histogram(x, bins, normed=True)
    for rect,h in zip(patches,n):
        rect.set_height(h)
    fig.canvas.draw()

这样我大约能达到每秒14帧，而用我最初发布的代码时只能达到每秒4帧。关键是要避免让matplotlib重新绘制整个图形。相反，你可以先调用一次 plt.hist，然后对已经存在的 matplotlib.patches.Rectangle 进行操作，更新直方图，最后调用 fig.canvas.draw() 来让更新的内容显示出来。