浅谈Python之Matplotlib库

一、基本介绍

        Matplotlib 是一个 Python 绘图库，它提供了一个类似于 MATLAB 的绘图框架，使得用户可以轻松地创建高质量的图形。Matplotlib 可以用于绘制多种类型的图表，包括线图、散点图、柱状图、直方图、饼图等。

二、基本介绍和用法

1. 安装 Matplotlib

首先，你需要确保已经安装了 Matplotlib。可以通过 pip 来安装：

pip install matplotlib

2. 基本组件

Matplotlib 的基本组件包括：

• Figure：图形的顶层容器，可以包含多个 Axes（轴）。
• Axes：图形的坐标系，可以是二维或三维的。
• AxesSubplot：Axes 的一个子类，用于二维绘图。
• Axis：表示坐标轴。
• Line2D：表示二维图形中的线。
• Text：表示图形中的文本。

3. 基本用法

3.1 导入 Matplotlib

import matplotlib.pyplot as plt

3.2 绘制简单的线图

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [1, 4, 9, 16, 25]

plt.plot(x, y)  # 绘制线图
plt.title('Simple Line Plot')  # 设置标题
plt.xlabel('x label')  # 设置 x 轴标签
plt.ylabel('y label')  # 设置 y 轴标签
plt.show()  # 显示图形

3.3 绘制多条线

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y1 = [1, 4, 9, 16, 25]
y2 = [1, 3, 6, 10, 15]

plt.plot(x, y1, label='y = x^2')  # 绘制第一条线
plt.plot(x, y2, label='y = x * x')  # 绘制第二条线
plt.legend()  # 显示图例
plt.show()

3.4 子图

fig, axs = plt.subplots(2, 2)  # 创建 2x2 的子图

axs[0, 0].plot(x, y1)
axs[0, 0].set_title('Plot 1')

axs[0, 1].plot(x, y2)
axs[0, 1].set_title('Plot 2')

axs[1, 0].bar(x, y1)
axs[1, 0].set_title('Bar 1')

axs[1, 1].bar(x, y2)
axs[1, 1].set_title('Bar 2')

plt.tight_layout()  # 调整子图间距
plt.show()

3.5 保存图形

plt.plot(x, y)
plt.title('Simple Line Plot')
plt.savefig('line_plot.png')  # 保存图形为 PNG 文件
plt.show()

4. 进阶用法

Matplotlib 还支持更多的功能，如：

• 样式和主题：可以通过 plt.style.use() 来改变图形的风格。
• 注解和标记：可以使用 plt.annotate() 和 plt.text() 来添加注解和文本。
• 交互式图形：通过 %matplotlib notebook 可以在 Jupyter Notebook 中创建交互式图形。
• 动画：可以使用 matplotlib.animation 模块来创建动画。