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绘图

大约 4 分钟

绘图

绘图采用 matplotlib.pyplot 库, 通常将其取别名为 plt

import matplotlib.pyplot as plt

图像成分

# 创建 figure 与 axe
fig, ax = plt.subplot()
# 在 axe 上绘图
ax.plot([1, 2, 3, 4], [4, 3, 2, 1])
  • 通过调用图像成分的成员函数, 实现对图像的操作
  • 操作图像时, 成员函数的命名规则为 set/get_xxx, xxx 为图像元素名

Figure

绘图区域, 一个 Figure 即一张图片

Axe

在 Figure 上的图像, 一个 Figure 上可以有多个图像, 同样一个 Axe 内可以有多个图形

Axis

图像的坐标轴, 作为图像的成员存在, 包含 x, y 两个轴

Artist

在 Figure 上的图像元素称为 Artist, 除了 Axe, Axis 外, 还包括文字, 线条等

创建图像

创建 Axe

使用 fig, axes = plt.subplots(x, y) 创建图像 其中 fig 为 Figure 对象, axes 为 Axe 对象数组(如果仅有一个 axe, 则为 Axe 对象), 如果 y != None, 则为二维数组

曲线图

绘制曲线

lines = axe.plot(x1, y1, x2, y2, ...)

  1. 根据输入的 x, y 坐标绘制曲线
  2. x1 第一条曲线的 x 坐标
  3. y1 第二条曲线的 y 坐标
  4. 返回 Line_2D 对象的列表, 对应多条曲线的属性

曲线点标记 marker

使用一个字符来表示标记, 常用标记

字符形状
,无标记(像素点)
o圆形
s正方形
d菱形
其他标记open in new window

线条样式 linestyle

使用一个字符来表示线条样式

字符样式
-横线
:虚线
--破折线
-.点划线

线条颜色 color

使用颜色英文的第一个字符来表示线条颜色 也可使用 "#RRGGBB" 来表示颜色

散点图

绘制散点图

scatter = axe.scatter(x, y, s=None, c=None)

  1. x 散点的 x 坐标
  2. y 散点的 y 坐标
  3. s 各个散点的大小, 大小与坐标轴无关
  4. c 使用 0 - 100 表示各个散点的颜色, 与 cmap 有关

散点颜色条 cmap

根据 c 的取值与颜色条的类型决定散点的颜色, 使用字符串表示, 具体见 cmap样式open in new window

其他图形

绘制柱状图

axe.bar(x, height, width=0.8, bottom=None, *, align='center', color = None)

  1. x 柱状图的 x 标签, 可以是数据/字符串数组
  2. height 各个柱条的高度
  3. width 柱条的宽度, 长度与 x 轴有关
  4. bottom 底部的 y 坐标
  5. align 对齐方式
  6. color 各个柱条的颜色, 颜色表示规则同曲线

柱状图绘制技巧

可以在一个 axe 内绘制多个柱状图, 实现复杂柱状图

  1. 多层柱状图

    • 绘制多张图时, 最先调用的函数最后绘制
    • 先绘制高度为 y1 + y2 的柱状图
    • 再绘制高度为 y1 的柱状图

  2. 分组柱状图

    • x 坐标先设为 t - width / 2 绘制左侧柱条
    • 再设为 t + width / 2 绘制右侧柱条

  3. 水平柱状图 使用函数 barh 绘制水平柱状图

绘制饼状图

绘制图形

值线

  1. 绘制水平线 axe.axhline
  2. 绘制竖直线 axe.axvline
  3. 绘制直线 axe.axline

图形设置

坐标轴比例

axe.set_aspect()

  • 参数 "equal" 表示 x, y 轴等长
  • 参数 "auto" 表示自动设置

设置 Legend

axe.legend(字符串数组)

  • 通过字符串数组设置各条曲线的 legend, 而不是传入多个字符串

通用子图像设置

fig, axes = plt.subplots(x, y, layout="constrained")

  • 创建 x×yx\times y 的子图像
  • 需要设置参数 layout="constrained" 保证子图像合理排列
  • 返回值 axes 为一个 xx 行 yy 列的数组, 包含了各个子图像

快速子图像设置

axe = plt.subplot(x, y, n)

  • 用于快速创建子图像
  • n 为子图像的索引, 需要从 1 开始计

用户设置

中文显示

参考文章 https://zhuanlan.zhihu.com/p/52779214?from_voters_page=trueopen in new window

  1. 打开路径 .../anaconda3/envs/[python 环境名]/Lib/site-packages/matplotlib/mpl-data
  2. 将 simhei.ttf, arial.ttf 放入路径下的 fonts/ttf 文件夹 (通常可在 C:/windows/Fonts 中找到)
  3. 将路径下的 matplotlibrc 文件复制到 C:\用户\[用户名]\.matplotlib\matplotlibrc (Windows), $HOME/.config/matplotlib/matplotlibrc (Linux)
  4. 打开复制后的文件
    1. font.family 删除该选项前的 #
    2. font.sans-serif 删除该选项前的 #, 在冒号后添加 simhei
    3. axes.unicode_minus 删除该选项前的 #, 将值改为 False