Python——Matplotlib库入门

1、Matplotlib库简介

优秀的可视化第三方库

Matplotlib库由各种可视化类构成，内部结构复杂，受Matlab启发

matplotlib.pyplot是绘制各类可视化图形的命令子库，相当于快捷方式

import matplotlib.pyplot as plt

(1)

import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot([3,1,4,5,2])
plt.ylabel('grade')
plt.show()

plt.plot()只有一个输入列表或数组时，参数被当作Y轴，X轴以索引自动生成

(2)

import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot([3,1,4,5,2])
plt.ylabel('grade')
plt.savefig('test_1',dpi=1000)
plt.show()

plt.savefig()将输出图形存储为文件，默认PNG格式，可以通过dpi修改输出质量

(3)

import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot([0,2,4,6,8],[3,1,4,5,2])
plt.ylabel('grade')
plt.axis([-1,10,0,6])
plt.show()

plt.plot(x,y)当有两个以上参数时，按照X轴和Y轴顺序绘制数据点

plt.axis([a,b,c,d])坐标轴范围

2、pyplot的绘图区域

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def f(t):
    return np.exp(-t)*np.cos(2*np.pi*t)

a=np.arange(0,5,0.02)

plt.subplot(211)
plt.plot(a,f(a))

plt.subplot(212)
plt.plot(a,np.cos(2*np.pi*a),'r--')#红色，虚线

plt.show()

3、pyplot的plot()函数

plt.plot(x, y, format_string, **kwargs)

x: x轴数据，列表或者数组，可选

y: y轴数据

format_string: 控制曲线的格式字符串，可选

**kwargs : 第二组或更多(x,y,format_string)

当绘制多条曲线时，各条曲线的x不能省略

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

a=np.arange(0,5,0.2)

plt.plot(a,a,'go-',a,1.5*a,'b-.',a,a*3,'yp')

plt.show()

　

4、pyplot的中文显示

（1）pyplot并不默认支持中文显示，需要rcParams修改字体实现

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

matplotlib.rcParams['font.family']='STSong'
matplotlib.rcParams['font.size']=20

a=np.arange(0,5,0.02)
plt.plot(a,np.cos(2*np.pi*a),'r--')#红色，虚线
plt.xlabel('横轴：时间')
plt.ylabel('横轴：时间')
plt.show()

（2）在有中文输出的地方，增加一个属性：fontproperties

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

a=np.arange(0,5,0.02)
plt.plot(a,np.cos(2*np.pi*a),'r--')#红色，虚线
plt.xlabel('横轴：时间',fontproperties='SimHei',fontsize=20)
plt.ylabel('横轴：时间',fontproperties='SimHei')
plt.show()

5、pyplot文本显示

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

a=np.arange(0,5,0.02)
plt.plot(a,np.cos(2*np.pi*a),'r--')#红色，虚线
plt.xlabel('横轴：时间',fontproperties='SimHei',fontsize=20)
plt.ylabel('横轴：时间',fontproperties='SimHei')
plt.title(r'正弦波实例$y=cos(2\pi x)$',fontproperties='SimHei')#转义符pi
plt.text(2,1,r'$\mu=100$',fontsize=15)

plt.axis([-1,6,-2,2])
plt.grid(True)
plt.show()

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

a=np.arange(0,5,0.02)
plt.plot(a,np.cos(2*np.pi*a),'r--')#红色，虚线
plt.xlabel('横轴：时间',fontproperties='SimHei',fontsize=20)
plt.ylabel('横轴：时间',fontproperties='SimHei')
plt.title(r'正弦波实例$y=cos(2\pi x)$',fontproperties='SimHei')#转义符
#plt.text(2,1,r'$u=100$',fontsize=15)
plt.annotate(r'$\mu=100$',xy=(2,1),xytext=(3,1.5),
             arrowprops=dict(facecolor='black',shrink=0.1,width=2))#0.1是箭头两边的余量

plt.axis([-1,6,-2,2])
plt.grid(True)
plt.show()

6、pyplot的子绘图区域

(1)plt.subplot2grid()

plt.subplot2grid(GridSpec, CurSpec, colspan=1, rowspan=1)

理念：设定网格，选中网格，确定选中行列区域数量，编号从0开始

plt.subplot2grid((3,3), (1,0), colspan=2)

plt.subplot2grid((3,3), (0,0), colspan=3)#列延伸三个
plt.subplot2grid((3,3), (1,0), colspan=2)
plt.subplot2grid((3,3), (2,0), colspan=1)
plt.subplot2grid((3,3), (2,1), colspan=1)
plt.subplot2grid((3,3), (1,2), rowspan=2)#行延伸两个

（2）GridSpec类

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.gridspec as gridspec

gs=gridspec.GridSpec(3,3)

plt.subplot(gs[0,:])
plt.subplot(gs[1,:-1])
plt.subplot(gs[1:,-1])
plt.subplot(gs[2,0])
plt.subplot(gs[2,1])

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.gridspec as gridspec

gs=gridspec.GridSpec(3,3)

plt.subplot(gs[0,0:3])
plt.subplot(gs[1,0:2])
plt.subplot(gs[1:3,-1])
plt.subplot(gs[2,0])
plt.subplot(gs[2,1])