开学第一课：一定不要这样问老师Python问题

在线开放课程“Python程序设计基础”第7次开课通知

董付国老师Python系列教材推荐与选用参考

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推荐教材：

《Python程序设计（第3版）》，（ISBN：978-7-302-55083-9），董付国，清华大学出版社，2020年6月出版，2022年7月第13次印刷，山东省一流本科课程“Python应用开发”配套教材，清华大学出版社2020、2021年度畅销图书（本书第二版为2019、2020年度畅销图书）

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天猫、当当、京东均有销售，可以选择自己常用平台搜索“董付国 第3版”找到本书。

配套资源：教学大纲（基于工程教育专业认证，含课程思政）、电子教案、微课视频、PPT课件、例题源码、习题答案、在线练习系统。

适用专业：计算机、网络工程、软件工程以及相关专业。

适用学时：>=64

页数：381

定价：59.8

微课视频：124个，共24小时20分钟

教学大纲：《Python程序设计（第3版）》配套教学大纲

习题答案：《Python程序设计（第3版）》课后习题答案

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在使用Python扩展库Matplotlib进行可视化时，不少函数支持使用参数cmap指定配色方案。例如，下面的代码模拟了一个3像素的图像并设置了Blues配色方案，实现了从白色到蓝色（蓝色分量饱和度从0到100%）的渐变，根据像素的值插值计算合适的颜色进行填充。

下面的代码设置了Blues_r配色方案，后缀_r表示反向映射，插值计算的方向与Blues相反。其他配色方案中带或不带后缀_r的一对也是插值填充方向相反。

下面的代码修改了像素的值，可以发现，配色方案把图像中最大值像素填充为白色，最小值像素填充为蓝色，并不关心具体的值，只关心值的范围和分布情况。也就是说，三像素图像300、800、200和三像素图像3、8、2的填充结果是一样的。

Matplotlib预置了166个配色方案，下面的代码可以列出Matplotlib预置的全部配色方案：

这些配色方案大致可以分为下面的几类：

1）Sequential：在两种色调之间近似平滑变化，通常是从低饱和度（例如白色）到高饱和度（例如明亮的蓝色）。颜色过度自然，容易和连续的数字对应。例如，'Blues', 'BuGn', 'BuPu', 'GnBu', 'Greens', 'Greys', 'Oranges', 'OrRd', 'PuBu', 'PuBuGn', 'PuRd', 'Purples', 'RdPu', 'Reds', 'YlGn', 'YlGnBu', 'YlOrBr', 'YlOrRd', 'afmhot', 'autumn', 'bone', 'cool', 'copper', 'gist_heat', 'gray', 'hot', 'pink', 'spring', 'summer', 'winter'以及对应的反方向配色方案都属于这一类型。

2）Uniform：标准色两端对比大，整体饱和度高，颜色鲜亮。例如，'viridis', 'inferno', 'plasma', 'magma'以及对应的反方向配色方案都属于这一类型。

3）Diverging：具有中间值（通常是浅色），并在高值和低值处平滑变化为两种不同的色调，两端对比大，但是用白色、灰色过度，整体偏灰。Cyclic和Diverging相反，两端偏灰，但中间颜色对比鲜明。例如，'BrBG', 'bwr', 'coolwarm', 'PiYG', 'PRGn', 'PuOr', 'RdBu', 'RdGy', 'RdYlBu', 'RdYlGn', 'Spectral', 'seismic'以及对应的反方向配色方案都属于这一类型。

4）Qualitative：离散化色图，效果离散、跳跃，不同颜色区别很大。例如，'Accent', 'Dark2', 'Paired', 'Pastel1', 'Pastel2', 'Set1', 'Set2', 'Set3'以及对应的反方向配色方案都属于这一类型。

5）Miscellaneous：其他配色方案，例如'gist_earth', 'terrain', 'ocean', 'gist_stern', 'brg', 'CMRmap', 'cubehelix', 'gnuplot', 'gnuplot2', 'gist_ncar','nipy_spectral', 'jet', 'rainbow', 'gist_rainbow', 'hsv', 'flag', 'prism'以及对应的反方向配色方案。

下面的代码分别使用Matplotlib预置的166种配色方案对同一个图像进行填充并展示了不同配色方案的效果。

运行结果如下：

为方便比较同一组配色方案的插值方向，修改上面的代码如下（请自行发现修改之处）：

运行结果如下：

下面代码演示了如何在绘制三维曲面时指定配色方案：

下面代码演示了如何在绘制散点图时设置配色方案：

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