Matplotlib 绘图库使用技巧介绍

目录

前言

[Matplotlib 简介](#Matplotlib 简介)

快速入门

图形结构解剖

常用绘图函数

子图与布局

单行多列子图:

网格布局:

自定义位置:

样式与标注

中文字体与科学计数

图例、网格、坐标轴

动态图与动画

三维绘图

常见问题与技巧


前言

Matplotlib 是 Python最基础也是最强大的绘图库之一,它是科学计算、数据可视化和工程模拟中最常见的可视化工具。本教程将系统性地介绍 Matplotlib 的用法,从基础的绘图函数,到子图、样式、动画、3D 绘图等高级用法,适合所有希望精通 Python 绘图的人。

Matplotlib 简介

Matplotlib 是一个 Python 2D 绘图库,可以生成出版质量级别的图形。

  • 它可以与 NumPy、Pandas、SciPy 配合使用
  • 默认画布是静态图(与 MATLAB 类似)
  • 支持动态图(matplotlib.animation)

安装方式:

bash 复制代码
pip install matplotlib

导入:

python 复制代码
import matplotlib.pyplot as plt

快速入门

绘制正选函数,如下所示。

python 复制代码
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.linspace(0, 2*np.pi, 100)
y = np.sin(x)

plt.plot(x, y)
plt.title('正弦函数')
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('sin(x)')
plt.grid(True)
plt.show()

图形结构解剖

Matplotlib 绘图的底层逻辑分为三个核心对象:

你可以使用面向对象方式明确控制:

python 复制代码
fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y)
ax.set_title('对象式绘图')

常用绘图函数

  • plot() 折线图(默认)
  • scatter() 散点图
  • bar() 柱状图
  • hist() 直方图
  • boxplot() 箱型图
  • fill_between() 区域图
  • imshow() 图像显示(灰度图)
  • contour() 等高线

子图与布局

单行多列子图:

python 复制代码
fig, axs = plt.subplots(1, 3, figsize=(12, 4))

网格布局:

python 复制代码
fig, axs = plt.subplots(2, 2)
axs[0, 0].plot(x, y)
axs[1, 1].bar([1,2,3], [3,4,5])

自定义位置:

python 复制代码
from matplotlib.gridspec import GridSpec

样式与标注

线型:'-', '--', ':'

颜色:'r', 'g', '#3366cc'

标记:'o', '^', 's'

python 复制代码
plt.plot(x, y, linestyle='--', color='red', marker='o')

中文字体与科学计数

中文显示:

python 复制代码
plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 或 'Microsoft YaHei'

科学计数法:

python 复制代码
ax.ticklabel_format(style='sci', axis='y', scilimits=(0,0))

图例、网格、坐标轴

python 复制代码
plt.legend(loc='best')
plt.grid(True)
plt.xlim(0, 10)
plt.ylim(-1, 1)

动态图与动画

使用 `FuncAnimation`:

python 复制代码
from matplotlib.animation import FuncAnimation

适用于波动、物理模拟、实时数据更新等场景。

三维绘图

使用 `mpl_toolkits.mplot3d`:

python 复制代码
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
ax.plot_surface(X, Y, Z)

常见问题与技巧

  • 图像太小?试试 figsize=(12,6)

  • 中文乱码?加上 plt.rcParams['font.family']

  • 动画失效?确认调用 plt.show() 或保存 ani.save()

相关推荐
砌玉成璧30 分钟前
Flask一个用户同时只能在一处登录实现
后端·python·flask
-$_$-31 分钟前
【笔试真题】2024秋招京东后端开发岗位-第一批笔试
java·开发语言
2202_7567496935 分钟前
02 基于sklearn的机械学习-KNN算法、模型选择与调优(交叉验证、朴素贝叶斯算法、拉普拉斯平滑)、决策树(信息增益、基尼指数)、随机森林
python·算法·决策树·随机森林·机器学习·sklearn
ATaylorSu38 分钟前
经典算法之美:冒泡排序的优雅实现
开发语言·笔记·学习·算法
闲看庭前梦落花43 分钟前
Tensorflow实现手写数字识别
人工智能·python·tensorflow
FlechazoCLF2 小时前
QT中使用OpenCV保姆级教程
开发语言·qt·opencv
bluebonnet272 小时前
【python】转移本地安装的python包
java·python·eureka
lifallen2 小时前
AbstractExecutorService:Java并发核心模板解析
java·开发语言·数据结构·算法
amazinging2 小时前
北京-4年功能测试2年空窗-报培训班学测开-今天来聊聊我的痛苦
python·功能测试·学习·面试
超级晒盐人2 小时前
vue 开发总结:从安装到第一个交互页面-与数据库API
经验分享·python·语言模型·学习方法·微信公众平台