python绘图系统27：matplotlib中平面坐标、极坐标和三维坐标的所有绘图函数

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绘图函数列表

下面整理了几乎所有matplotlib中的绘图函数，及其在不同坐标轴下的表现。

函数	类别	2D	polar	3D	备注
imshow	图像	X	❌	❌
pcolormesh	伪彩图	$X,Y,$ Z	X,Y,Z	❌
plot	曲线图	x $,y$	x $,y$	x,y $,z$
scatter	散点图	x,y/X,Y	x,y	x,y, $,z$	可为任意维度
stem	茎叶图	x,y	x,y	x,y $,z$
step	阶梯图	x,y	x,y	x,y $,z$
bar	条形图	x,y	x,y	x,y $,z$
barh	横向条形图	x,y	x,y	❌
stackplot	填充线图	x,y	x,y	❌
plot_surface	曲面图	❌	❌	x,y,z	x,y必须是网格
plot_wireframe	网格图	❌	❌	x,y,z	x,y必须是网格
plot_trisurf	三角面图	❌	❌	x,y,z	x,y,z是一维数组
errorbar	误差线	x,y xerr,yerr	x,y xerr,yerr	x,y,z xerr,yerr,zerr
fill_between	纵向区间图	x,y1,y2	x,y1,y2	❌
fill_betweenx	横向区间图	y, x1, x2	x,y1,y2	❌
contour	等高线	$x,y,$ z	$x,y,$ z	x,y,z
contourf	填充等高线	$x,y,$ z	$x,y,$ z	x,y,z
quiver	向量场图	x,y,u,v	x,y,u,v	x,y,z,u,v,w
streamplot	流场图	x,y,u,v	x,y,u,v	❌
barbs	风场图	x,y,u,v	x,y,u,v	❌
hist	直方图	x	x	x
boxplot	箱线图	x	x	x
violinplot	小提琴图	x	x	❌
enventplot	信封图	x	x	❌
hist2d	二维直方图	x,y	x,y	❌
hexbin	钻石图	x,y	x,y	❌
pie	饼图	x	x	❌
tricontour	自由等高线	x,y,z	x,y,z	x,y,z
tricontourf	自由填充等高线	x,y,z	x,y,z	x,y,z
tricolor	自由伪彩图	x,y,z		❌
triplot	三角骨架图	x,y		❌

为DrawType添加这些绘图函数

之所以闲得无聊总结matplotlib中的绘图函数，是为了在Python绘图系统中正确第调用它们。

有了这些绘图类别后，首先绘图字典需要更新，这个字典不能做成全局变量，因为其中的ax，其实是作为函数参数传递进来的。

python 复制代码

funcDct = {
    "点线图"  : ax.plot,    "曲线图" : ax.plot, 
    "散点图"  : ax.scatter, 
    "图像"    : ax.imshow,  "伪彩图" : ax.pcolormesh, 
    "条形图"  : ax.bar,     "横向条形图": ax.barh, 
    "茎叶图"  : ax.stem,    "阶梯图": ax.step,
    "填充图"  : ax.stackplot, 
    "误差线"  : ax.errorbar, 
    "区间图"  : ax.fill_between, "横向区间图": ax.fill_betweenx, 
    "曲面图"  : ax.plot_surface, 
    "网格图"  : ax.plot_wireframe,
    "三角面图": ax.plot_trisurf,
    "等高线"  : ax.contour, "填充等高线" : ax.contourf,
    "向量场图": ax.quiver,  "流场图":ax.streamplot,
    "风场图"  : ax.barbs, 
    "直方图"  : ax.hist,    "二维直方图":ax.hist2d,
    "钻石图"  : ax.hexbin,  "信封图"  : ax.enventplot, 
    "箱线图"  : ax.boxplot, "小提琴图":violinplot,
    "饼图"    : ax.pie,
    "自由等高线" : ax.tricontour,
    "自由填充等高线" : ax.tricontourf,
    "自由伪彩图" : ax.tricolor,
    "三角骨架图" : ax.triplot
}

然后据此更新self.TYPES，

python 复制代码

self.TYPES = [
    "点线图", "曲线图", "散点图", "图像", "伪彩图" , 
    "条形图", "横向条形图", "茎叶图", "阶梯图", "填充图", 
    "误差线", "区间图", "横向区间图",  "曲面图",  
    "网格图", "三角面图", "等高线",  "填充等高线",
    "向量场图", "流场图", "风场图",  "直方图", "二维直方图", 
    "钻石图", "信封图", "箱线图", "小提琴图", "饼图", 
    "自由等高线", "自由填充等高线" ,"自由伪彩图" ,"三角骨架图"]

绘图类别跳转坐标系

这些绘图函数建议使用的坐标系如下表

绘图函数	图像类别	建议的坐标
imshow	图像	None
plot_surface	曲面图	3d
plot_wireframe	网格图	3d
plot_trisurf	三角面图	3d
tricontour	自由等高线	None, polar, 3d
plot	曲线图	None, polar, 3d
scatter	散点图	None, polar, 3d
stem	茎叶图	None, polar, 3d
step	阶梯图	None, polar, 3d
bar	条形图	None, polar, 3d
errorbar	误差线	None, polar, 3d
contour	等高线	None, polar, 3d
quiver	向量场图	None, polar, 3d
pcolormesh	伪彩图	None, polar
barh	横向条形图	None, polar
stackplot	填充线图	None, polar
fill_between	区间图	None, polar,
fill_betweenx	横向区间图	None, polar,
streamplot	流场图	None, polar
barbs	风场图	None, polar
violinplot	小提琴图	None, polar
enventplot	信封图	None, polar
hist2d	二维直方图	None, polar
hexbin	钻石图	None, polar
pie	饼图	None, polar
tricolor	自由伪彩图	None, polar
triplot	三角骨架图	None, polar
contourf	填充等高线	None, polar
tricontourf	自由填充等高线	None, polar
hist	直方图	None, polar
boxplot	箱线图	None, polar
tricontour	自由等高线	None, polar, 3d
plot	曲线图	None, polar, 3d
scatter	散点图	None, polar, 3d
stem	茎叶图	None, polar, 3d
step	阶梯图	None, polar, 3d
bar	条形图	None, polar, 3d
errorbar	误差线	None, polar, 3d
contour	等高线	None, polar, 3d
quiver	向量场图	None, polar, 3d

故更改cbTypeChanged函数如下

python 复制代码

def cbTypeChanged(self, evt):
    t = self.drawVars['type'].get()
    p = self.drawVars['proj'].get()
    NO3D = ("曲线图", "散点图", "茎叶图", "条形图", "误差线",
        "等高线", "向量场图", "自由等高线")
    if t in ("图像"):
        self.wDct['proj']['value'] =  ("None")
    elif t in ("曲面图", "网格图", "三角面图"):
        self.wDct['proj']['value'] =  ("3d")
    elif t in NO3D:
        self.wDct['proj']['value'] =  ("None", "3d", "polar")
    else:
        self.wDct['proj']['value'] =  ("None", "polar")
    
    projs = self.wDct['proj']['value']
    if p not in projs:
        self.drawVars['proj'].set(projs[0])        
    self.cbProjChanged(None)

坐标

接下来要为这些绘图函数分类，发现最特殊的是imshow，只支持平面直角坐标；然后是三个三维绘图函数，只支持三维直角坐标，剩下的基本都同时支持平面直角和极坐标。

python 复制代码

def cbTypeChanged(self, evt):
    t = self.drawVars['type'].get()
    p = self.drawVars['proj'].get()
    NO3D = ("曲线图", "散点图", "茎叶图", "条形图", "误差线",
        "等高线", "向量场图", "自由等高线")
    if t in ("图像"):
        self.wDct['proj']['value'] =  ("None")
    elif t in ("曲面图", "网格图", "三角面图"):
        self.wDct['proj']['value'] =  ("3d")
    elif t in NO3D:
        self.wDct['proj']['value'] =  ("None", "3d", "polar")
    else:
        self.wDct['proj']['value'] =  ("None", "polar")
    
    projs = self.wDct['proj']['value']
    if p not in projs:
        self.drawVars['proj'].set(projs[0])        
    self.cbProjChanged(None)

最后，是坐标的变化，直角坐标系下的变化为

python 复制代码

def cbProjNone(self, t):
    if t in ("点线图", "曲线图"):
        self.wDct['dim']['value'] = ('x', 'xy')
    elif t in ("图像", "直方图", "饼图", "箱线图", "小提琴图", "信封图"):
        self.wDct['dim']['value'] = ('x')
    elif t in ("误差线", "向量场图", "流场图", "风场图"):
        self.wDct['dim']['value'] = ('xyuv')
    elif t in ("伪彩图", "等高线", "填充等高线"):
        self.wDct['dim']['value'] = ('x', 'xyz')
    elif t in ("区间图", "横向区间图", "自由等高线", "自由伪彩图", "自由填充等高线"):
        self.wDct['dim']['value'] = ('xyz')
    else:
        self.wDct['dim']['value'] = ('xy')

经过对比发现，极坐标情况下除了没有imshow之外，其他绘图函数的坐标轴的个数与直角坐标基本相同，所以就直接调用cbProjNone了。

python 复制代码

def cbProjPolar(self, t):
    self.cbProjNone(t)

相比之下，三维坐标的情况可能更加简单一些

python 复制代码

def cbProj3d(self, t):
    if t  in ("向量场图", "误差线"):
        self.wDct['dim']['value'] = ('xyzuvw')
    elif t in ("曲线图", "散点图", "茎叶图", "阶梯图", "条形图"):
        self.wDct['dim']['value'] = ('xy', 'xyz')
    else:
        self.wDct['dim']['value'] = ('xyz')

至此，就成功载入了几乎所有matplotlib中的函数。

源代码

Python绘图系统：

基础：将matplotlib嵌入到tkinter 📈简单绘图系统 📈数据导入📈三维绘图系统
自定义控件：坐标控件📉坐标列表控件📉多组数据绘图系统📉极坐标📉绘图风格📉风格控件
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坐标设置进阶：动态更新组件📌导入外部文件📌导入txt
动图绘制：动图绘制🔥实现动图绘制系统
坐标列表进阶：导出数据📌系统菜单📌批量文件导入📌辅助坐标轴
绘图类型进阶：坐标映射📌八种绘图函数📌坐标和绘图函数设置📌所有绘图函数