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Matplotlib入门简介

程序员文章站 2022-03-18 17:00:17
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Matplotlib是一个用Python实现的绘图库。现在很多机器学习,深度学习教学资料中都用它来绘制函数图形。在学习算法过程中,Matplotlib是一个非常趁手的工具。

一般概念

图形(figure)
类似于画布,它包含一个或多个子坐标系(axes)。至少有一个坐标系才能有用。

下面是一段简单的示例代码,只是创建了一个子坐标系

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

fig = plt.figure() #空figure,没有坐标系.
fig.suptitle("No Axes on this figure") #设置顶部标题

fig, ax_lst = plt.subplots(2, 2) #一个2 x 2 网格的的坐标系

坐标系(Axes): figure的绘图区域。一个figure只能有可以有多个Axes,但一个Axes只能位于一个figure中。一个Axes包含两个(在3D情况下有3个)坐标轴(Axis),Axis的主要作用是限制数据的范围(可使用Axes的set_xlim()和set_ylim()方法设限制)。每个坐标系有一个标题(title),使用set_title()设置,一个x轴标签(x-label,使用set_xlabel()设置),一个y轴标签(y-label,使用set_ylabel()设置)。

坐标轴(Axis): 类似于数字线( number-line-like)的对象,可设置图表的限制并生成刻度和刻度标签。Locator对象用来决定刻度的位置。刻度标签字符串使用Formattor格式化。恰当的Locator和Formattor组合可以有效地控制刻度位置可刻度标签。

画家(Artist): 一般来说,所有你能在figure中看到的都使用一个画家(Artist)(包括Figure, Axes和Axis对象),这其中包含:文本对象(Text), 2D线条(line2D), 集合对象,点(Path)对象等等。当一个figure被渲染时,所有的Artist都会在画布上回绘图。大多数Artist被绑定在一个Axes上,不能被多个Axes共享,或从一个Axes移动到另一个。

绘图函数的输入类型

所有的绘图函数期待的输入类型是np.array或np.ma.masked_array。看起来像数组的类比如np.martrix可能能正常使用。

Matplotlib,pyplot和pylab之间的关系

Matplotlib是整个包,matplotlib.pyplot是Matplotlib中的一个模块。
对pyplot模块中的函数来说,总是有一个"当前的"figure和axes。例如在下面的例子中,第一次调用pyplot.plot会创建一个axes,接下来的一系列pyplot.plot调用回向同一个axes中添加多条线,plt.xlabel, plt.ylabel, plt.title and plt.legend调用回在这个axes中添加标签,标题和图例。

x = np.linspace(0, 2, 100)

plt.plot(x, x, label='linear')
plt.plot(x, x**2, label='quadratic')
plt.plot(x, x**3, label='cubic')

plt.xlabel('x label')
plt.ylabel('y label')

plt.title("Simple Plot")

plt.legend()

plt.show()
这段代码输出的图形如下。可以把最后一行的plt.show(),改成plt.savefig("simplePlot.png"),把图形输出成png格式的文件。

pylab是一个可方便地把matplotlib.pyplot和numpy批量导入到一个独立命名空间的模块,现已被弃用,建议使用pyplot代替。