matplotlib教程01---matplotlib初识和线条风格

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• • 绘制第一张图
  • 线条风格和颜色

使用matplotlib可以绘制出漂亮的图形。

导入matplotlib

import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt

matplotlib可以使用各种后端图形库输出图形，如Tk、wxPython等。使用命令行运行Python时，图形通常显示在单独的窗口中。在jupyter notebook中，可以通过运行%matplotlib inline命令简单地在jupyter notebook中输出图形。

%matplotlib inline
# matplotlib.use('TKAgg')   # 使用Tk作为图形后端

现在绘制第一张图！

plt.plot([1, 2, 4, 9, 5, 3])
plt.show()

如果plot函数传入了一个数组，则使用该数组作为纵轴上的坐标，使用数组中每个数据点的索引作为横轴上的坐标。

还可以提供两个数组，一个用于横轴x，一个用于纵轴y。

plt.plot([-3, -2, 5, 0], [1, 6, 4, 3])
plt.show()

轴会自动匹配数据的范围，如果想要给图形多一点空间，需要调用axis()函数来改变每个轴的范围[xmin, xmax, ymin, ymax]。

plt.plot([-3, -2, 5, 0], [1, 6, 4, 3])
plt.axis([-4, 6, 0, 7])
plt.show()

现在来绘制一个数学函数的图形。使用numpy的linspace()函数来创建一个包含500个从-2到2的浮点数组x，然后通过计算x的平方来创建第二个数组y。

import numpy as np
x = np.linspace(-2, 2, 500)
y = np.power(x, 2)
plt.plot(x, y)
plt.show()

现在给图形添加一个标题、x轴的标签、y轴的标签，并在图中绘制网格线。

plt.plot(x, y)
plt.title('Square function')   # 添加标题
plt.xlabel('x')                # 添加x轴标签
plt.ylabel('y = x **２')       # 添加y轴标签
plt.grid(True)                #  绘制网格线
plt.show()

默认情况下，matplotlib在连续点之间绘制一条线。

plt.plot([0, 100, 100, 0, 0, 100, 50, 0, 100], [0, 0, 100, 100, 0, 100, 130, 100, 0])
plt.axis([-10, 110, -10, 140])
plt.show()

可以给plot()函数传递第三个参数来更改线条的风格和颜色。例如，g–表示绿色的虚线。

plt.plot([0, 100, 100, 0, 0, 100, 50, 0, 100], [0, 0, 100, 100, 0, 100, 130, 100, 0], 'g--')
plt.axis([-10, 110, -10, 140])
plt.show()

可以在一张图上绘制多条线，只需要给plot()函数传递参数x1, y1, style1, x2, y2, style2, …。

plt.plot([0, 100, 100, 0, 0], [0, 0, 100, 100, 0], 'r-', [0, 100, 50, 0, 100], [0, 100, 130, 100, 0], 'g--')
plt.axis([-10, 110, -10, 140])
plt.show()

或者在调用show()函数之前多次调用plot()函数。

plt.plot([0, 100, 100, 0, 0], [0, 0, 100, 100, 0], 'r-')
plt.plot([0, 100, 50, 0, 100], [0, 100, 130, 100, 0], 'g--')
plt.axis([-10, 110, -10, 140])
plt.show()

也可以画简单的点，而不是线。下面绘制一个带有绿色虚线、红色虚线和蓝色三角形的图形。

x = np.linspace(-1.4, 1.4, 30)
plt.plot(x, x, 'g--', x, x**2, 'r--', x, x**3, 'b^')
plt.show()

plot()函数返回的是Line2D对象的列表（每行一个）。可以在这些Line2D对象上设置额外的属性，如线条的宽度，虚线样式或者alpha级别等。

line1, line2, line3 = plt.plot(x, x, 'g--', x, x**2, 'r--', x, x**3, 'b^')
line1.set_linewidth(3.0)
line1.set_dash_capstyle('round')
line3.set_alpha(0.4)
plt.show()