Matplotlib

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本文详细介绍了Matplotlib库的核心概念，包括Figure和Axes的使用，如何调整子图距离，以及Matplotlib的后端和交互式模式。此外，还探讨了事件处理机制，提供了一个用例展示如何响应鼠标操作，并解释了在交互和非交互模式下如何显示和管理图像。

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Matplotlib

Matplotlib

概念

Figure ：Figure 就是一张图像，一个窗口。其中可以包括多个子图。由 plt.figure() 创建。

Axes：一张具体的图。绘制函数都在这个类下。

fig = plt.figure(figsize=(6, 6)) # 创建图片
ax1 = fig.add_subplot(121) # 子图， grid 1
ax1.set_xlabel('x') # 设置图标
ax1.set_ylabel('output1')
ax2 = fig.add_subplot(122)
ax2.set_xlabel('x')
ax2.set_ylabel('output2')
x = np.linspace(0, 3, 20)
y = np.sin(x)
z = np.cos(x)

ax1.plot(x, y) # 绘制
ax2.plot(x, z)
fig.show()

Figure

每一个 Figure 创建时都会在后台记录，以免被回收释放。可以用 plt.close() 或者 plt.close('all') 释放。

创建函数 plt.figure() ：

num 指定了 Figure 的标号（相当于 descriptor），如果重合则会返回之前的 Figure。
clear 清除指定的图片。

Axes

调整子图距离

调用函数：

plt.subplots_adjust(left=0.15,bottom=0.1,top=0.9,right=0.95,hspace=.4,wspace=.75)

此函数是在所有绘制完成后，显示之前调用

后端

后端使 Matplotlib 适用于不同的应用场景。设置后端方式：

The rcParams["backend"] (default: ‘agg’) parameter in your matplotlibrc file
The MPLBACKEND environment variable
The function matplotlib.use()

交互式

在显示图片时，交互模式下终端仍然能输入命令。适用 plt.ion() 与 plt.ioff() 控制。在交互式模式下，ax.plot() 后会立即显示图片，程序继续执行。程序可以继续在 Axes 上绘制图片，并使用函数 plt.draw() 显示。

whether created figures are automatically shown
whether changes to artists automatically trigger re-drawing existing figures
when pyplot.show() returns if given no arguments: immediately, or after all of the figures have been closed

非交互模式下，plt.show() 显示图片并阻塞。关闭该窗口后，程序才会继续执行。

newly created figures and changes to figures are not displayed until
- pyplot.show() is called
- pyplot.pause() is called
- FigureCanvasBase.flush_events() is called
pyplot.show() runs the GUI event loop and does not return until all the plot windows are closed

操作函数（utils）

事件处理

事件处理本质上都是循环（Event Loop），等待用户输入并响应。

回调函数绑定：

cid = fig.canvas.mpl_connect('button_press_event', onclick) # connect
fig.canvas.mpl_disconnect(cid) # disconnect

事件列表

回调函数中 event 属性。说明：

xdata 是在绘制的坐标轴中；x 是在整个 Figure 中的坐标。
inaxes 鼠标所在的 Axes 对象，用于处理当前的 Axes 图形。

回调函数示例：

def onclick(event):
    print('%s click: button=%d, x=%d, y=%d, xdata=%f, ydata=%f' %
          ('double' if event.dblclick else 'single', event.button,
           event.x, event.y, event.xdata, event.ydata))

Use Case

鼠标拖动

key_press_event / key_release_event / motion_notify_event

按下时设置标志位，拖动时由此进行偏移计算，释放时复位标志位，释放资源。示例可见。

阻塞并读取输入

Class BlockingMouseInput 阻塞并读取鼠标输入。左键选择，右键删除，中间键退出返回。可以在初始化中设置鼠标按键。

keys = blocking_input.BlockingMouseInput(fig)
events = keys(8) # 阻塞，并读取8个鼠标输入，返回坐标 List[tuple]