python画图|步进图基本教程
有些时候，画顺滑的图形不能满足表达需求，可能需要使用步进图形来辅助表达。
【1】官网教程
首先我们乖乖进入官网，使用下述链接直达：
Step Demo — Matplotlib 3.9.2 documentation
这里有两个图形作为示例，为高效学习，我们先掌握第一个，对代码进行详细解读。
【2】代码解读
首先引入计算和画图模块：numpy和matplotlib。
import matplotlib.pyplot as plt #引入matplotlib模块画图 import numpy as np #引入numpy模块做数学计算
然后展开变量定义：
x = np.arange(14) #定义自变量 y = np.sin(x / 2) #定义因变量
之后就定义了画步进图，一共三种风格：
plt.step(x, y + 2, label='pre (default)') #画第一个步进图，类型为pre plt.plot(x, y + 2, 'o--', color='grey', alpha=0.3) #输出步进图 plt.step(x, y + 1, where='mid', label='mid') #画第二个步进图，类型为mid plt.plot(x, y + 1, 'o--', color='grey', alpha=0.3) #输出步进图 plt.step(x, y, where='post', label='post') #画第三个步进图，类型为post plt.plot(x, y, 'o--', color='grey', alpha=0.3) #输出步进图
再之后给图形增加网格，设置图例名：
plt.grid(axis='x', color='0.95') #画网格
plt.legend(title='Parameter where:') #设置图例名
plt.title('plt.step(where=...)') #设置图名
最后一步，输出图形：
plt.show() #输出图形
整个代码的核心在于plt.step()函数，具体链接如下：
https://matplotlib.org/stable/api/_as_gen/matplotlib.pyplot.step.html#matplotlib.pyplot.step
在 plt.step()函数中，有如下要素：
matplotlib.pyplot.step(x, y, *args, where='pre', data=None, **kwargs)
输出图形为：
图1
x：自变量
y：因变量
where：三种类型，pre((x[i-1], x[i])区间取值 y[i]），mid((x[i-0.5], x[i+0.5])区间取值 y[i]），post((x[i], x[i+1])区间取值 y[i]）
data：标签名称
其他。
至此，增减注释后的完整代码为：
import matplotlib.pyplot as plt #引入matplotlib模块画图
import numpy as np #引入numpy模块做数学计算
x = np.arange(14) #定义自变量
y = np.sin(x / 2) #定义因变量
plt.step(x, y + 2, label='pre (default)') #画第一个步进图，类型为pre
plt.plot(x, y + 2, 'o--', color='grey', alpha=0.3) #输出步进图
plt.step(x, y + 1, where='mid', label='mid') #画第二个步进图，类型为mid
plt.plot(x, y + 1, 'o--', color='grey', alpha=0.3) #输出步进图
plt.step(x, y, where='post', label='post') #画第三个步进图，类型为post
plt.plot(x, y, 'o--', color='grey', alpha=0.3) #输出步进图
plt.grid(axis='x', color='0.95') #画网格
plt.legend(title='Parameter where:') #设置图例名
plt.title('plt.step(where=...)') #设置图名
plt.show() #输出图形【3】代码改写
精简代码，全部写到一个plt.step()函数中：
plt.step(x, y + 2, x,y+1,x,y,label='mid') #画步进图，类型为pre plt.plot(x, y + 2, x,y+1,x,y,'o--', color='grey', alpha=0.3) #输出步进图
此时的输出结果为：
图2
可见，所有图形同时输出了，不过采用了mid也就是中间步进的方式，输出的实现图也仅仅是最后一个图形采用了虚线。
此时的完整代码为：
import matplotlib.pyplot as plt #引入matplotlib模块画图
import numpy as np #引入numpy模块做数学计算
x = np.arange(14) #定义自变量
y = np.sin(x / 2) #定义因变量
plt.step(x, y + 2, x,y+1,x,y,label='mid') #画步进图，类型为pre
plt.plot(x, y + 2, x,y+1,x,y,'o--', color='grey', alpha=0.3) #输出步进图
plt.grid(axis='x', color='0.95') #画网格
plt.legend(title='Parameter where:') #设置图例名
plt.title('plt.step(where=...)') #设置图名
plt.show() #输出图形【4】其他更改
在其余位置，尝试更改线型和输出透明度：
plt.plot(x, y + 2,'--',x,y+1,x,y,'o--', color='g', alpha=0.9) #输出步进图
y+2后增加“--”标识，用以绘制虚线。
同时颜色也修改为了green绿色，
此时的输出图形为：
图3
线型设置可参考下述链接：
matplotlib.pyplot.plot — Matplotlib 3.9.2 documentation
【5】总结
学习了step步进图的基本画法，掌握了线型设置和颜色修改的技巧。