python：有意思的Matplotlib--基础入门

╰半夏微凉° 2023-10-05 12:16 13阅读 0赞

##### 安装 #####

Matplotlib 是 Python 的绘图库。 它可与 NumPy 一起使用，提供了一种有效的 MatLab 开源替代方案。 它也可以和图形工具包一起使用，如 PyQt 和 wxPython。

###### window ######

pip3 install matplotlib -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

###### Linux ######

以 Redhat 系统为例

sudo yum install python-matplotlib

##### 简单使用 #####

import matplotlib.pyplot as pl
    import numpy as np
    import pylab as mpl
    
    x = np.arange(-1.65, 1.65, 0.001)
    y = (x ** 3 / 2) + 0.9 * ((3.3 - x ** 2) ** 1 / 2) * (np.sin(31.41596 * x))
    pl.xlabel('X轴')
    pl.ylabel('Y轴')
    pl.plot(x, y, '3r')
    pl.show()

图像如下  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
下面这个图形也挺有意思

函数y = (x \*\* 2) \*\* (1 / 3) + 0.9 \* ((3.3 - x \*\* 2) \*\* 1 / 2) \* (np.sin(31.41596 \* x))

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

##### 中文标题 #####

注意看上面图形中文不能正常显示，下面添加一些配置

网上有很多博客，普遍有两种方法，第一种是在当前文件中添加配置信息，另外一种是永久性修改，及修改 matplotlib 配置文件配置文件配置信息，我当前仅使用第一种方法

配置代码

import pylab as mpl
    
    mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  # 指定默认字体
    mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 解决保存图像是负号'-'显示为方块的问题

指定字体你可以通过如下代码查看支持的字体

a = set(sorted([f.name for f in matplotlib.font_manager.fontManager.ttflist]))

from matplotlib import pyplot as pl
    import numpy as np
    import matplotlib
    import pylab as mpl  
    
    # 设置默认字体
    mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  
    # 解决保存图像是负号'-'显示为方块的问题
    mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  
    
    x = np.arange(-5, 5, 0.1)
    y = np.sin(x) * 2
    pl.title('y=2sin(x)图像')
    pl.xlabel('x轴')
    pl.ylabel('y轴')
    pl.plot(x, y, '1r')
    pl.show()

如下，汉字正常显示

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

##### 常用方法 #####

###### 修改 线条颜色，粗细，形状 ######

在调用 plot() 方法时，设置线条形状

plot(x, y, '1r')
    plot(x1, y1, linewidth=10, color='green', marker='1', linestyle='--', markersize=1)

###### 设置图形边界 ######

pl.ylim(-0.5, 0.5)
     pl.ylim(1, 9)

###### 同一个图绘制多个图形 ######

建立 subplot 网格，高为 2，宽为 1  ，该图放在第一网格
    subplot(2, 2, 1)

利用上面设置绘制图形如下  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
代码如下

import matplotlib.pyplot as pl
    import numpy as np
    import pylab as mpl
    
    mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  # 指定默认字体
    mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 解决保存图像是负号'-'显示为方块的问题
    x = np.arange(0, 5 * np.pi, 0.1)
    y = np.sin(x)
    pl.subplot(2, 2, 1)
    pl.plot(x, y, '1r')
    # 设置 y 轴边界
    pl.ylim(-0.5, 0.5)
    
    x1 = np.arange(0, 5 * np.pi, 0.1)
    y1 = np.cos(x)
    pl.subplot(2, 2, 2)
    pl.plot(x1, y1, linewidth=10, color='green', marker='1', linestyle='--', markersize=10)
    
    x3 = np.arange(0, 5 * np.pi, 0.1)
    y3 = np.cos(2 * x3)
    pl.subplot(2, 2, 3)
    pl.plot(x3, y3, '3y')
    
    x4 = np.arange(0, 5 * np.pi, 0.1)
    y4 = np.sin(x4) * np.cos(x4)
    pl.subplot(2, 2, 3)
    pl.plot(x4, y4, '4c')
    pl.show()

图形如下  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

###### 设置记号标签 ######

![在这里插入图片描述][2020102318215374.png_pic_center]  
设置方法如下，y 轴和 X 轴类似

pl.xticks([-2 * np.pi, -np.pi, 0, 1 * np.pi, 2 * np.pi], [r'$-2\pi$', r'-$\pi$', r'$0$', r'$\pi$', r'$2\pi$'])

###### 移动脊柱（移动坐标轴） ######

脊柱如图所示，是将图形围起来的一个矩形

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]

###### 移动脊柱 ######

# -*-
    # -*- coding: utf-8 -*-
    # Create Time: 2020/10/23 18:25
    # Author: yejianfang
    # File Name: jizhu
    import matplotlib.pyplot as pl
    import numpy as np
    
    x = np.arange(-np.pi, np.pi, 0.1)
    y = np.sin(x)
    pl.plot(x, y, '1r')
    ax = pl.gca()
    ax.spines['right'].set_color('none')
    ax.spines['top'].set_color('none')
    ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')
    ax.spines['bottom'].set_position(('data', 0))
    ax.yaxis.set_ticks_position('left')
    ax.spines['left'].set_position(('data', 0))
    pl.show()

移动脊柱后如下所示

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]

##### 柱状图 #####

from matplotlib import pyplot as plt
    
    x = [5, 8, 10]
    y = [12, 16, 6]
    x2 = [6, 9, 11]
    y2 = [6, 15, 7]
    plt.bar(x, y, align='center')
    plt.bar(x2, y2, color='g', align='center')
    plt.title('Bar graph')
    plt.ylabel('Y axis')
    plt.xlabel('X axis')
    plt.show()

柱状图如下

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]  
先写这莫多，等之后用到其他再写。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201023171450624.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201023171700784.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020102317322686.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201023180518429.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201023175907400.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[2020102318215374.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020102318215374.png#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201023183520520.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201023183815772.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201023175802946.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTM4MDk3,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center