一维直方图

直方图可以直观地显示测量结果，而且还是一种强大的数据缩减形式。 直方图是一种统计报告图，由一系列高度不等的纵向条纹或线段表示数据分布的情况。直方图是数值数据分布的精确图形表示。为了构建直方图，第一步是将值的范围分段，即将整个值的范围分成一系列间隔，然后计算每个间隔中有多少值。 这些值通常被指定为连续的，不重叠的变量间隔。 一般用横轴表示数据类型，纵轴表示分布情况。在核物理里面，横轴通常是物理量（能量，时间等），纵轴通常是计数。相比于存储所有的原始数据信息，直方图对数据进行了压缩。

• TH1C : 每个bin最大计数 127
• TH1S : 每个bin最大计数 32767
• TH1I : 每个bin最大计数 2147483647
• TH1F : 每个bin为单精度浮点型
• TH1D : 每个bin为双精度浮点型

参考

• THistPainter Class Reference
• Draw() 画图选项 Histograms' plotting options
• 设置 line, fill, marker 和 text attributes 样式
  • TAttLine Class Reference
  • TAttFill Class Reference
  • TAttMarker Class Reference

---

• TGraph 通过 SetPoint 函数来设置二维散点图上每个点的 (x,y) 坐标
• TH1 则通过将数据填充到一系列划分好的间隔中，填充到直方图中的数据将丢失它的精确信息。
• 每 Fill 填充一个数，则将该数值对应的 bin 计数加 1；当然，也可以直接通过 SetBinContent 设置某个 bin 的计数来填充直方图

// TH1 数据填充
Int_t Fill(Double_t x); // 横坐标 X 所在的 bin 计数加 1。

下面我们以一个简单的例子来讲解 Fill 函数。
假设我们将 x 轴 [0,10] 分成 10 份，如下所示：
 |  0 |  0 |  0 |  0 |  0 |  0 |  0 |  0 |  0 |  0 |     
 0    1    2    3    4    5    6    7    8    9    10 
 当我们 Fill  3.5 时，落在 3-4 这个 bin 区间，则这个区间的计数加 1
 |  0 |  0 |  0 |  1 |  0 |  0 |  0 |  0 |  0 |  0 |     
 0    1    2    3    4    5    6    7    8    9    10 
 当我们 Fill  7.2 时，落在 7-8 这个 bin 区间，则这个区间的计数加 1
 |  0 |  0 |  0 |  1 |  0 |  0 |  0 |  1 |  0 |  0 |     
 0    1    2    3    4    5    6    7    8    9    10 
 当我们 Fill  3.2 时，落在 3-4 这个 bin 区间，则这个区间的计数加 1
 |  0 |  0 |  0 |  2 |  0 |  0 |  0 |  1 |  0 |  0 |     
 0    1    2    3    4    5    6    7    8    9    10

%jsroot on
TCanvas *c1 = new TCanvas;//创建一个新的画布(Canvas), ROOT中所有的图形对象都画在TCanvas上。

// 创建直方图
TH1I* h1 = new TH1I("h1",//每个直方图的唯一名称，在同一个内存空间中不能重复
                                "",//title
                                 100, // x 轴区间分成的 bin 数。
                                 -0.5, // x 轴的左边界
                                15.5); // x 轴的右边界

// 填充数据
for (int i=0; i<4000; i++)
    h1->Fill(gRandom->Gaus(6.0,2));//gRandom->Gaus()，生成在mean=6.0，sigma=2的高斯分布的随机数。

// 画图
h1->SetTitle("Top title");
h1->GetXaxis()->SetTitle("X variable");//设置x轴名称
h1->GetYaxis()->SetTitle("Y variable");//设置y轴名称
h1->SetLineWidth(3);//设置线宽
h1->SetLineColor(kBlack);//将默认的蓝色线改成黑色, kBlue，kRed, kGreen, kYellow ...
h1->Draw();
c1->Draw();//画出TCanvas。

// 创建直方图
TH1I* h2 = new TH1I("h2",//每个直方图的唯一名称，在同一个内存空间中不能重复
                                "",//title
                                 100, // x 轴区间分成的 bin 数。
                                 -0.5, // x 轴的左边界
                                15.5); // x 轴的右边界

// 数据填充
// 直方图中共分成 100 个bin，则它实际有102 个bin。
// bin 0和 bin 101 分别用于填充小于x轴左边界、大于x轴右边界的数据。bin 1-100 为 [-0.5,15.5) 区间
for(int i=1; i<=100;  i++)
  h2->SetBinContent(i,100-i);//这里第一个变量为 bin 编号，第二个变量为该 bin 要填充的数值

// 画图
h2->Draw();
c1->Draw();//画出TCanvas。

// 获得每个 bin 的计数
for(int i =1; i <=100; i++)
 cout<<h2->GetBinContent(i)<<" ";
cout<<endl;

// 寻找x值对应的bin数 对一维直方图，返回 x 值所在 bin
cout<<"FindBin: "<<h2->FindBin(6.0)<<endl;


// 返回该 bin 的中心坐标
cout<<"BinCenter: "<<h2->GetBinCenter(40)<<endl;

//返回该 bin 左侧边缘的坐标
cout<<"BinLowEdge: "<<h2->GetBinLowEdge(40)<<endl;

//返回 x 轴 bin 数
cout<<"bin N: "<<h2->GetNbinsX()<<endl;

99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 
FindBin: 41
BinCenter: 5.82
BinLowEdge: 5.74
bin N: 100

同一个画板上的多个图

• Draw() 不带 "same" 参数时，则先清除画板，然后再画图；只有参数中包含 "same" 才能在原有的基础上再添加

h1->Draw();
h2->Draw("same");
c1->Draw();

TH1I *h3 = new TH1I("h3","",1000,0,100);
TH1I *h4 = new TH1I("h4","",1000,0,100);
TH1I *h5 = new TH1I("h5","",1000,0,100);

for(int i=0; i <10000; i++)
{
    h4->Fill(gRandom->Gaus(30,5));
    h5->Fill(gRandom->Gaus(70,10));
}


h3->Add(h4,1);  // 该函数是将h4直方图进行 1 倍的放大/缩小后加到当前h3直方图中。
h3->Add(h5,2);

h3->Draw();
c1->Draw();