Matplotlib系列(一)：快速绘图入门

Matplotlib系列目录

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一、 简介

‎pyplot‎‎是 matplotlib 的一个基于状态的接口。‎可以快速的绘制图表。通常我们绘图只需要通过pyplot的接口就可以了。

matplotlib还有一个pylab接口，pylab接口实际上就是导入了pyplot接口以及numpy，scipy的一些函数。不推荐使用pylab，官网也同样不推荐。

Matplotlib系列将Matplotlib的知识和重点API，编制成思维导图和重点笔记形式，方便记忆和回顾，也方便应用时参考，初学者也可以参考逐步深入学习。

二、 思维导图

三、 Matplotlib快速绘图

1. 两种绘图方式

1.1 过程式绘图

import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(x,y)            #绘制折线图
plt.show()               #显示图形

就这么简单，依次调用pyplot模块中的相应函数就可以完成绘图。

1.2 面向对象绘图

采用面向对象的方式，也非常方便，并且更加容易对图形进行修改控制。

import matplotlib.pyplot as plt
fig=plt.figure()             #创建画布
ax=fig.subplots()            #在画布上创建一个图表
ax.plot(x,y)                 #图表上绘制线条
plt.show()                   #显示图形

画布上可以显示多个图表，fig.subplots()无参数创建图表，默认创建一个图表。

2. matplotlib绘图对象层次组成

在Matplotlib中，一个图形对象由容器、图表、图表元素几层对象组成。

• Figure：画布对象。是可以包含多个图表的容器。matplotlib中的顶层对象。
  • Text：suptitle，supxlabel，supylabel等画布级别的文本标签。
  • Axes：图表对象。指一个含坐标轴、点线图形、图例等的图表。
    • Text：title标题文本标签
    • Spine：边框，坐标轴线。
    • Axis：XAxis，YAxis坐标轴。
      • Text：label坐标轴标签
      • Tick：刻度元素
        • 主刻度、次刻度
        • 刻度值
        • 网格线
    • Legend：图例
    • Line2D、Markers等图形元素
    • Text：其他文本
  • Legend：图例（放在图表框之外的画布级图例）。

• Figure对象的属性texts、axes、legends，以及get_children()函数可以获得子对象。
• Axes对象的属性title、spines、xaxis、yaxis、legend_、lines、texts，以及get_children()函数可以获得子对象。
• Axis坐标轴通常可以直接用Axes对象的方法直接操作
• 所有可见的对象，比如Figure、Axes、Line2D、Text等都继承自Artist类。

Matplotlib中用Axes表示图表有点让人容易误解，可能是一个图表包含多个坐标轴吧，所以有人把Axes翻译为轴域或坐标系。

如果上图看不到，请到官网图形组成链接查看。

3. Matplotlib面向对象绘图过程

3.1 典型代码示例

先看一个典型的示例

#准备数据
import numpy as np
x=np.linspace(-np.pi,np.pi,100)
y=np.sin(x)

#导入matplotlib库pyplot模块
import matplotlib.pyplot as plt

#创建画布
fig=plt.figure()

#创建图表
ax=fig.subplots()

#绘制折线图，设置点线样式，设置线条名称
ax.plot(x,y,'+r--', label='line1',mec='b',ms=10)  #点为蓝色+(大小为10)，线为红色虚线

#设置坐标轴
ax.set_xlabel('X axis')            #坐标轴文本标签
ax.set_ylabel('Y axis')
ax.set_xticks([-4,