Python matplotlib绘图必知必会

简介

matplotlib是python的一个数据可视化库，matplotlib.pyplot是matplotlib的一个快捷绘图命令字库，使用前要加上import matplotlib.pyplot as plt。

该教程基于MOOC的北京理工大学嵩天教授的Python数据分析与展示课程。

绘图

例1

import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot([3,1,4,5,2])#一个列表作为参数，该列表默认为y轴的值
plt.title("Test")#标题
plt.xlabel("Time")#x轴标签
plt.ylabel("Grade")#y轴标签
plt.savefig('test',dpi=600)#将图像保存为text，默认格式为png;dpi:每英寸包含多少个点
plt.show()#将图像显示出来

例2

import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot([0,2,4,6,8],[3,1,4,5,2])#两个列表作为参数，第一个列表当做x轴，第二个列表当做y轴
plt.title("Test")
plt.xlabel("Time")
plt.ylabel("Grade")

plt.show()

例3-子绘图

import matplotlib.pyplot as plt
plt.subplot(2,1,1)#将区域分为2行，1列，该子绘图位置放在1
plt.plot([0,2,4,6,8],[3,1,4,5,2])
plt.title("Test")
plt.xlabel("Time")
plt.ylabel("Grade")

plt.subplot(2,1,2)#将区域分为2行，1列，该子绘图位置放在2
plt.plot([0,2,4,6,8],[3,1,4,5,2])
plt.xlabel("Time2")
plt.ylabel("Grade2")
plt.show()

例4-多条曲线放在一张图中

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

• format_string：设置颜色、风格、标记。

颜色字符	说明	颜色字符	说明
‘b’	蓝色	‘m’	洋红色
‘g’	绿色	‘y’	黄色
‘r’	红色	‘k’	黑色
‘c’	青绿色	‘w’	白色
‘#008000’	RGB某颜色	‘0.8’	灰度值字符串

风格字符	说明
‘-’	实线
‘–’	破折线
‘-.’	点划线
‘:’	虚线
‘’ ’ ’	无线条

标记字符	说明	标记字符	说明	标记字符	说明
‘.’	点	‘1’	下花三角	‘h’	竖六边形
‘,’	像素（极小点）	‘2’	上花三角	‘H’	横六边形
‘o’	实心圈	‘3’	左花三角	‘+’	十字
‘v’	倒三角	‘4’	右花三角	‘x’	x
‘^’	上三角	‘s’	实心方形	‘D’	菱形
‘>’	右三角	‘p’	实心五角	‘d’	瘦菱形
‘<’	左三角	‘*’	星形	‘|’	垂直线

无标记

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
a=np.arrange(10)#创建数组array([0,1,2,3,4,5,6,7,8,9])
plt.plot(a,a*1.5,a,a*2.5,a,a*3.5,a,a*4.5)#依次按照x=a,y=a*1.5;x=a,y=a*2.5...进行绘图
plt.show()

有标记

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
a=np.arange(10)
#第一条曲线绿色，实心圈标记，实线
#第二条曲线红色，x标记
#第三条曲线，*标记
#第四条曲线，蓝色，点划线
plt.plot(a,a*1.5,'go-',a,a*2.5,'rx',a,a*3.5,'*',a,a*4.5,'b-.')
plt.show()

显示中文

默认情况下，pyplot不支持显示中文，下边为显示中文的方法

例1 使用matplotlib.rcParams

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib#①

matplotlib.rcParams['font.family']='SimHei'#②，字体设为黑体
plt.plot([3,1,4,5,2])
plt.ylabel("纵轴",fontsize=20)#字体大小调到20
plt.show()

rcParams的属性:

属性	说明
‘font.family’	字体名称
‘font.style’	字体风格，‘normal’/‘italic’
‘font.size’	字体大小，整数/‘large’/‘x-small’

例2 增加属性fontproperties

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
a=np.arange(0.0,5.0,0.02)

plt.xlabel('时间',fontproperties='SimHei',fontsize=20)
plt.ylabel('振幅',fontproperties='SimHei',fontsize=20)
plt.plot(a,np.cos(2*np.pi*a),'r--')
plt.show()

文本显示

文本显示是指在图中特定点增加文本注释

函数	说明
plt.xlabel()	对x轴增加文本标签
plt.ylabel()	对y轴增加文本标签
plt.title()	图形的标题标签
plt.text()	在图形任意位置增加文本
plt.annotate()	在图形中增加带箭头的注释

任意位置标注

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

a=np.arange(0.0,5.0,0.02)
plt.plot(a,np.cos(2*np.pi*a),'r--')
#文本中可以插入latex格式的数学公式
plt.xlabel('时间',fontproperties='SimHei',fontsize=15,color='green')
plt.ylabel('振幅',fontproperties='SimHei',fontsize=15)
plt.title('正弦波实例 $y=cos(2\pi x)$',fontproperties='SimHei',fontsize=25)
#在点(2,1)处加入文本
plt.text(2,1,r'$\mu=100$',fontsize=15)#  r'这里为字符' 表示忽略转义字符, r'\'显示出来就是\

plt.axis([-1,6,-2,2])#x轴范围[-1,6]，y轴范围[-2,2]
plt.grid(True)#设置网格
plt.show()

任意位置箭头标注

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

a=np.arange(0.0,5.0,0.02)
plt.plot(a,np.cos(2*np.pi*a),'r--')

plt.xlabel('时间',fontproperties='SimHei',fontsize=15,color='green')
plt.ylabel('振幅',fontproperties='SimHei',fontsize=15)
plt.title('正弦波实例 $y=cos(2\pi x)$',fontproperties='SimHei',fontsize=25)
#箭头标注，xy：指示的位置，xytext：文本的位置
#arrowprops：箭的属性
#facecolor：箭的颜色 width：箭的宽度
plt.annotate(r'$\mu =100$',xy=(2,1),xytext=(3,1.5),arrowprops=dict(facecolor='black',shrink=0.1,width=2))

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

子绘图区域进阶

import matplotlib.gridspec as gridspec
gs=gridspec.GridSpec(3,3)#代表3*3的网格区域

ax1=plt.subplot(gs[0,:])#ax1为从第1行开始，占了所有的列格子
ax2=plt.subplot(gs[1,:-1])#ax2为从第2行开始，占了从第1个到倒数第2个的列格子
ax3=plt.subplot(gs[1:,-1])#ax3为从第2行到最后1行，占了第1个到倒数第2个列格子
ax4=plt.subplot(gs[2,0])#ax4占了第3行的第一列的格子
ax5=plt.subplot(gs[2,1])#ax5占了第3行的第二列的格子