用Python的Matplotlib包绘图基础

很多新手科技区小伙伴提出疑问：如何让画图如教科书般简洁优雅？

俗话说的好，工欲善其事，必先利其器。要想画好论文插图，首先要选择一款合适的作图软件。对于有一定Python基础的小伙伴，熟练地掌握Matplotlib使未来的可视化工作得心应手。

我将用一系列文章由浅入深、系统全面地总结Matplotlib知识点。这些文章首发于，公众号交通科研Lab【简洁优雅的Matplotlib数据可视化】栏目噢！

导入Matplotlib

作为python常用的程序包之一，使用之前首先要导入Matplotlib，通常导入它的简写形式mpl：

import matplotlib as mpl  
import matplotlib.pyplot as plt

其中plt是最常用的接口，在后边将会用到。

设置绘图样式

用plt.style选择图形的绘图风格。选择经典（classic）风格，画出的图片就是经典的Matplotlib风格。

plt.style.use('classic') 

此外，常用的风格还有FiveThirtyEight（fivethirtyeight）、ggplot、bmh、黑色背景（dark_background）、seaborn等，有些风格绘制的图片非常漂亮。这些风格为画图提供了便利，感兴趣的小伙伴可自行深入探索。

显示图形

如果是在脚本文件中使用Matplotlib，那么显示图形时必须使用plt.show()。

plt.show()

plt.show()的原理是启动一个事件循环，找到当前可用的所有图形对象，然后打开一个或多个交互式窗口显示图形。
**注意事项：**一个Python会话中只能使用一次plt.show()，因此通常将它放在脚本最后。多个plt.show()命令会导致程序显示异常。

创建图形和坐标轴

绘制Matplotlib图形时，都需要创建一个图形fig和一个坐标轴ax。创建图形与坐标轴最简单的方法如下：

# 创建图形  
fig = plt.figure()  
# 创建坐标轴  
ax = plt.axes()  

用’seaborn-whitegrid’风格创建图片和坐标轴如下图所示。
注：该风格会自动为图形和坐标轴添加网格线。

设置图形标签

用plt.title()设置图形标题，用plt.xlabel()或plt.ylabel()设置x或y轴的标题。

# 设置图形标签  
plt.title(‘Title’)  
plt.xlabel('X')  
plt.ylabel('Y')  

设置图例

设置图例最简单的方法是用plt.legend()。

# 图例  
plt.legend()  

将图形保存为文件

Matplotlib可以将图形保存为各种不同的数据格式，用savefig()命令将图形保存为文件。例如，如果要将图形保存为PNG格式，可以用这行代码：

fig.savefig('my_figure.png')  

注：当使用savefig()命令时，则可以不需要plt.show()等显示图形的命令。
在savefig中，保存的图片文件格式就是文件的扩展名。可以通过canvas对象的方法查看系统支持的文件格式：

In: fig.canvas.get_supported_filetypes()  
  
Out: {'ps': 'Postscript',  
	   'eps': 'Encapsulated Postscript',  
       'pdf': 'Portable Document Format',  
       'pgf': 'PGF code for LaTeX',  
       'png': 'Portable Network Graphics',  
       'raw': 'Raw RGBA bitmap',  
       'rgba': 'Raw RGBA bitmap',  
       'svg': 'Scalable Vector Graphics',  
       'svgz': 'Scalable Vector Graphics'}

注：’In:’后为在交互式窗口输入的内容，’Out:’后为交互式窗口输出的内容。