[matplotlib-学习笔记01] 使用指南ing
1.概述
层次结构的下一层是面向对象接口的第一级，其中pyplot仅用于一些函数，如图形创建，用户显式地创建并跟踪图形(figure)和坐标轴(axes)对象。在这个级别，用户使用pyplot来创建图形，通过这些图形，可以创建一个或多个轴对象。这些轴对象随后用于大多数绘图操作。
为了获得更多的控制——对于像在GUI应用程序中嵌入matplotlib图这样的事情来说，这是必不可少的——pyplot级别可以完全删除，只留下一个
import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np
2.图像中的各个部分
a.图像(Figure)
图像对象，用于显示坐标图和子坐标图；
exp:
import matplotlib.pyplot as plt fig = plt.figure() fig.suptitle("ss") fig.show() input("")
显示如下；
b.坐标轴线(Axes)
这就是你认为的坐标图，它是带有数据空间的图像区域。一个给定的图形可以包含多个坐标轴(Axes)，但是一个坐标轴（Axes）只能在一个图像（Figure）里。这个坐标轴对象包含两条或者三条轴线(Axis)对象，可以通过set_xlim()、set_ylim()设置坐标最大值，set_title()设置标题，set_xlabel()、set_ylabel()设置x，y标签；
绑定到单个坐标轴的数据对象不能被多个轴共享，也不能从一个轴移动到另一个轴。
fig = plt.figure() # an empty figure with no axes fig.suptitle('No axes on this figure') # Add a title so we know which it is fig, ax_lst = plt.subplots(2, 2) # a figure with a 2x2 grid of Axes
3.绘图函数的输入类型
所有的绘图函数都期望使用np.array或者使用np.ma.masked_array作为输入，一些类数组类型的类如pandas 数据对象和np.matrix 可能不能正常的预期工作，最好是转换为np.array对象；
exp,转换一个 padas.DataFrame
a = pandas.DataFrame(np.random.rand(4,5), columns = list('abcde')) a_asarray = a.values #为需要的类型
exp,转换一个 np.matrix
b = np.matrix([[1,2],[3,4]])
b_asarray = np.asarray(b)
4.Matplotlib, pyplot and pylab 之间有什么联系？
Matplotlib 是一整个包，pyplot(matplotlib.pyplot)只是这个包中的一个模块
对于pyplot模块来说，它的函数总是作用于当前这个对象(figure),如下面code，第一次调用plt.plot会创建这个坐标轴，第二次调用plt.plot只会在原有的坐标轴上添加一条线，plt.xlabel, plt.ylabel, plt.title 和plt.legend 分别设置坐标轴标签、标题和图例；
import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np 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()
Pylab是一个方便的模块，它批量导入matplotlib。Pyplot(打开新窗口)(用于绘图)和numpy(打开新窗口)(用于数学和使用数组)在单个名称空间中。Pylab已弃用，强烈建议不要使用它，因为它会污染名称空间。使用pyplot代替。
对于非交互式绘图，建议使用pyplot来创建图形，然后使用面向对象界面来绘图。
5.代码风格
在查看此文档和示例时，您将发现不同的编码风格和使用模式。这些风格都是有效的，都有自己的优缺点。几乎所有的例子都可以转换成另一种风格，并达到相同的效果。唯一需要注意的是，要避免在您自己的代码中混合使用这两种编码风格。
在不同的样式中，有两种是官方支持的。因此，这两种是使用matplotlib的首选方法。
对于pyplot风格，脚本的顶部导入通常是：
import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np
然后调用，例如：np.arange、np.zeros、np.pi、np.figure、plt.plot、plt.show,等等。
使用pyplot 接口去创建图像,然后调用对象方法；
x = np.arange(0, 10, 0.2) y = np.sin(x) fig, ax = plt.subplots() ax.plot(x, y) plt.show()
如果想绘制俩个子图：
6.什么是交互模式
a.线段简化
import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import matplotlib as mpl # Setup, and create the data to plot y = np.random.rand(100000) y[50000:] *= 2 y[np.logspace(1, np.log10(50000), 400).astype(int)] = -1 mpl.rcParams['path.simplify'] = True mpl.rcParams['path.simplify_threshold'] = 0.0 plt.plot(y) plt.show() mpl.rcParams['path.simplify_threshold'] = 1.0 plt.plot(y) plt.show()
b.标记简化
markevery使用；
plt.plot(x, y, markevery=10)
7.tkinter内嵌matplotlib
#Embedding in Tk — Matplotlib 3.4.3 documentation
#tkinter内嵌Matplotlib系列（一）之解读官网教材 - 梦并不遥远 - 博客园 (cnblogs.com)
官网例程；
import tkinter from matplotlib.backends.backend_tkagg import ( FigureCanvasTkAgg, NavigationToolbar2Tk) # Implement the default Matplotlib key bindings. from matplotlib.backend_bases import key_press_handler from matplotlib.figure import Figure import numpy as np root = tkinter.Tk() root.wm_title("Embedding in Tk") fig = Figure(figsize=(5, 4), dpi=100) t = np.arange(0, 3, .01) fig.add_subplot().plot(t, 2 * np.sin(2 * np.pi * t)) canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=root) # A tk.DrawingArea. canvas.draw() pack_toolbar=False #will make it easier to use a layout manager later on. toolbar = NavigationToolbar2Tk(canvas, root, pack_toolbar=False) toolbar.update() canvas.mpl_connect("key_press_event", lambda event: print(f"you pressed {event.key}")) canvas.mpl_connect("key_press_event", key_press_handler) button = tkinter.Button(master=root, text="Quit", command=root.quit) # Packing order is important. Widgets are processed sequentially and if there # is no space left, because the window is too small, they are not displayed. # The canvas is rather flexible in its size, so we pack it last which makes # sure the UI controls are displayed as long as possible. button.pack(side=tkinter.BOTTOM) toolbar.pack(side=tkinter.BOTTOM, fill=tkinter.X) canvas.get_tk_widget().pack(side=tkinter.TOP, fill=tkinter.BOTH, expand=1) tkinter.mainloop()
显示如下：
去掉toolbar部分代码后：
import tkinter from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg from matplotlib.figure import Figure import numpy as np root = tkinter.Tk() root.wm_title("Embedding in Tk") fig = Figure(figsize=(5, 4), dpi=100) t = np.arange(0, 3, .01) fig.add_subplot().plot(t, 2 * np.sin(2 * np.pi * t)) canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=root) # A tk.DrawingArea. canvas.draw() button = tkinter.Button(master=root, text="Quit", command=root.quit) button.pack(side=tkinter.BOTTOM) canvas.get_tk_widget().pack(side=tkinter.TOP, fill=tkinter.BOTH, expand=1) tkinter.mainloop()
显示如下：
修改，绘图刷新；
from math import radians import tkinter from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg from matplotlib.figure import Figure import numpy as np i=0 def draw_line(): xx1.cla() #清除绘图 global i i=i+1 x = np.arange(0,2,0.1) xx1.plot(x,i*x) canvas.draw() root = tkinter.Tk() root.wm_title("Embedding in Tk") fig = Figure(figsize=(5, 4), dpi=100) t = np.arange(0, 3, .01) xx1= fig.add_subplot() xx1.plot(t, 2 * np.sin(2 * np.pi * t)) canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=root) # A tk.DrawingArea. canvas.draw() button = tkinter.Button(master=root, text="绘制", command=draw_line) button.pack(side=tkinter.BOTTOM) canvas.get_tk_widget().pack(side=tkinter.TOP, fill=tkinter.BOTH, expand=1) tkinter.mainloop()
点击绘制；
code，多次绘制在同一个坐标图上；
from math import radians import tkinter from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg from matplotlib.figure import Figure import numpy as np i=0 def draw_line(): # xx1.cla() #清除绘图 global i i=i+1 x = np.arange(0,2,0.1) xx1.plot(x,i*x) canvas.draw() root = tkinter.Tk() root.wm_title("Embedding in Tk") fig = Figure(figsize=(5, 4), dpi=100) t = np.arange(0, 3, .01) xx1= fig.add_subplot() xx1.plot(t, 2 * np.sin(2 * np.pi * t)) canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=root) # A tk.DrawingArea. canvas.draw() button = tkinter.Button(master=root, text="绘制", command=draw_line) button.pack(side=tkinter.BOTTOM) canvas.get_tk_widget().pack(side=tkinter.TOP, fill=tkinter.BOTH, expand=1) tkinter.mainloop()
多次点击绘图，如下；
