matplotlib.pyplot库函数关于坐标轴显示的支持

在使用Python的matplotlib绘图时，有时候会需要设置坐标轴，有几种方法可以提供支持。

以下简称matplotlib.pyplot为plt

函数	描述
plt.axis([x_start, x_end, y_start, y_end])	设置当前x轴和y轴的范围
plt.xlim(x_start, x_end)	设置当前x轴的范围
plt.ylim(y_start, y_end)	设置当前y轴的范围
plt.xticks(array,‘a’,'b','c')	设置当前x轴刻度位置的标签和值
plt.yticks(array,'a','b','c')	设置当前y轴刻度位置的标签和值
plt.xlabel(s)	设置当前x轴的标签
plt.ylabel(s)	设置当前y轴的标签

举例函数代码：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib
x = np.linspace(0, 6, 100)
y = np.cos(x)
plt.plot(x, y, 'r')
plt.show()

以上图余弦函数为例，x的定义域为[0,6]，y的值域为[-1,1]

下面来详细说明每个函数的用法

1.plt.axis()   定义横坐标和纵坐标显示范围，效果展示如下

plt.axis([1, 5, -0.5, 0.5])    #x的显示范围定为1~5，y的显示范围定为-0.5~0.5

2.plt.xlim/plt.ylim()    定义横坐标(纵坐标)显示范围，效果展示如下

plt.xlim(1,5)        #x的显示范围定为1~5

plt.ylim(-0.5,0.5)        #y的显示范围定为-0.5~0.5

3.plt.xticks/plt.yticks   设置当前x轴(y轴)对应刻度的标签

#在x轴Π/3，2Π/3，Π，4Π/3，5Π/3对应刻度加上对应值的标签
plt.xticks([np.pi/3, 2*np.pi/3, 3*np.pi/3, 4*np.pi/3, 5*np.pi/3], ['$\pi/3$', '$2\pi/3$', '$\pi$', '$4\pi/3$', '$5\pi/3$'])

#在y轴-1，0，1刻度上加上自定义标签
plt.yticks([-1,0,1],['$min$','$zero$','$max$'])

plt.xticks([])  #不加参数则可以取消坐标轴所有标签
plt.yticks([])

matplotlib绘图默认不支持中文，如果需要对中文的支持请添加以下语句：

#字体可以自己设定，这里采用楷体
matplotlib.rcParams['font.family'] = 'KaiTi' 
matplotlib.rcParams['font.sans-serif'] = ['KaiTi']

4.当以上几个方法同时出现，显示范围会如何呢？来看下面代码：

plt.xlim(1,5)   #x的范围是1~5
plt.axis([0, 4, -1, 0])  #x的范围是0-4，y的范围是-1~0
plt.ylim(-0.5,0.5)   #y的范围是-0.5，0.5

可以发现，最后x的显示范围是0~4，y的显示范围是-0.5~0.5。

也就是说xlim()/ylim()和axis()可以相互覆盖，最后显示的坐标轴范围取决于两者执行的顺序。

那如果加上xticks()/yticks()呢？

plt.xlim(1,4)   #x的范围是1-4
plt.xticks([1, 3, 5],   ['$one$','$three$','$five$'])   #x的标签刻度值是1，3， 5

plt.xticks([1, 3, 5],  ['$one$','$three$','$five$'])   #x的标签刻度值是1， 3， 5
plt.xlim(1,4)   #x的范围是1-4

同样的，依旧是方法的互相覆盖，取决于真正执行的顺序。

5.函数实际x、y的范围和绘图中x、y显示的范围是不一样的概念

函数实际x、y的范围是根据x和y的定义域和值域决定的，而在绘图中x和y轴显示范围是通过plt提供的上述方法规定的。

plt.axis([0, 10, -2, 2])   #x显示范围是0~10，y轴显示范围是-2~2

根据咱们的定义，x的定义域是[0,6]，值域是[-1,1]。

而咱们只是显式定义了坐标轴的显示范围，这是不同于函数的实际取值范围的。

总结：

• 需要同时设定x轴和y轴的显示范围，采用axis()
• 单独设定x轴或y轴的显示范围，用xlim()/ylim()
• 想在x轴或y轴上某一特定刻度添加标签，用xticks()或yticks()
• 给x轴或y轴添加标签，用xlabel()或ylabel()
• 以上几个方法同时调用时，坐标轴的实际显示范围取决于各函数的执行顺序
• 以上方法只改变了坐标轴的显示范围，并不影响函数