1. 什么是Matplotlib

Matplotlib 是一個 Python 的 2D 繪圖庫耀销，通過 Matplotlib ，開發(fā)者可以僅需要幾行代碼，便可以生成折線圖，直方圖琉朽，條形圖，餅狀圖稚铣，散點圖等箱叁。

2. 安裝和基本使用

安裝很簡單。

如果是用的自己安裝的python解釋器榛泛，那直接pip install matplotlib就可以安裝蝌蹂。

如果是用 Anaconda 噩斟，可以通過 conda install matplotlib 曹锨，也可以通過 pip install matplotlib 進行安裝。

基本使用剃允，首先先看以下例子：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

y1 = [np.random.randint(0,10) for x in range(20)]
x1 = range(5,25)
plt.plot(x1,y1) 

在jupyter里面運行就會出現(xiàn)以下圖：

在這里插入圖片描述

在pycharm里面這個要加上plt.show()才可以出圖：

在這里插入圖片描述

3.點線縮寫和顏色的選擇

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

y1 = [np.random.randint(0,10) for x in range(20)]
x1 = range(5,25)
plt.plot(x1,y1) 

下面我們再看一下這段代碼椒楣，其中 plot 是一個畫圖的函數(shù)，它的參數(shù)為 plot([x],y,[fmt],data=None,**kwargs)牡肉。其中fmt 可以傳一個字符串捧灰，用來給這個圖做一些樣式修改的。默認(rèn)的繪制樣式是 b- 统锤，也就是藍(lán)色實體線條毛俏。b就是英文blue藍(lán)色的縮寫。

點線縮寫還有以下的：

在這里插入圖片描述

除了設(shè)置線條的形狀外饲窿，我們還可以設(shè)置點的顏色煌寇，給線條設(shè)置顏色總體來說有三種方式：

1. 第一種是使用顏色名稱（ r 是 red 的縮寫）的形式；
2. 第二種是使用十六進制的方式逾雄；
3. 第三種是使用 RGB 或 RGBA 的方式阀溶。

示例：

plt.plot([1,2,3,4,5],[1,2,3,4,5],'r') #將顏色線條設(shè)置成紅色
plt.plot([1,2,3,4,5],[1,2,3,4,5],color='red') #將顏色設(shè)置成紅色

plt.plot([1,2,3,4,5],[1,2,3,4,5],color='#000000') #將顏色設(shè)置成純黑色
plt.plot([1,2,3,4,5],[1,2,3,4,5],color=(0,0,0,0)) #將顏色設(shè)置成純黑色

最簡單的還是第一種，其他的還得查RGB顏色對照表鸦泳，雖然顏色種類更多银锻，但如果沒有必要，還是簡單的用顏色名稱這種方法更好記：

在這里插入圖片描述

如果使用的是顏色名稱做鹰，那么可以和線的形狀寫在同一個字符串中击纬。比如使用紅色的五角點，那么可以使用如下的方式實現(xiàn)：

在這里插入圖片描述

那如果我想將原來的圖的線條改成紅色虛線狀誊垢，那么可以通過以下代碼實現(xiàn)：

y1 = [np.random.randint(0,10) for x in range(20)]
x1 = range(5,25)
plt.plot(x1,y1,"--",color='r') 

在這里插入圖片描述

1. plt.plot可以只傳Y軸的值掉弛，如果只傳Y軸的值症见，那么X軸就會默認(rèn)使用range(0,Y的長度)
2. plt.plot的x和y參數(shù)不能夠作為關(guān)鍵字參數(shù)來傳遞，只能作為位置參數(shù)來傳殃饿。
3. plt.plot中的data參數(shù)可以為一個字典或者DataFrame對象谋作，然后在x和y上指定這個列的名字，那么plot會自動讀取乎芳。這里有一個細(xì)節(jié)遵蚜，因為x,y,fmt都是在前面，所以如果只傳x和y奈惑，那么可能會產(chǎn)生歧義吭净，這時候我們可以多傳一個空的參數(shù)作為fmt的參數(shù)，就不會有警告了肴甸。
4. plt.plot的fmt參數(shù)可以設(shè)置線條的樣式以及顏色寂殉。
5. plt.plot的color參數(shù)可以使用字母、十六進制原在，或者是RGBA的方式來設(shè)置顏色友扰。
6. plt.plot函數(shù)的官方文檔

4. 設(shè)置圖的信息

現(xiàn)在我們添加圖后，沒有指定x軸代表什么庶柿，y軸代表什么村怪，以及這個圖的標(biāo)題是什么。因此以下我們通過一些屬性來設(shè)置一下浮庐。

4.1 設(shè)置線條樣式的方法

1. 使用 plot 方法：

plot 方法就是用來繪制線條的甚负，因此可以在繪制的時候就把線條相關(guān)的樣式通過參數(shù)傳進去。

示例如下：

y = [np.random.randint(0,10) for x in range(10)]
plt.plot(y,lw=4,c='r',ls='--',aa=True)

比如linewidth表示線的寬度审残，簡寫為lw梭域；
c就是顏色color的首字母，r就是紅色red
ls即linestyle维苔，表示點線格式碰辅，我們這里用虛線展示。

在這里插入圖片描述

2. 通過 Line2D 對象來設(shè)置：

plot 方法會返回一個裝有 Line2D 對象的列表介时，比如 lines=plt.plot(x1,y1,x2,y2) 因為繪制了兩根線條没宾，因此 lines 中會有兩個 2D 對象。而如果 plot 只繪制一根線條沸柔，那么 lines 中就只有一個 Line2D 對象循衰。拿到這個 Line2D 對象后就可以通過 set_屬性名 設(shè)置線條的樣式了

示例：

y1 = [np.random.randint(0,10) for x in range(10)]
y2 = [np.random.randint(0,10) for x in range(10)]
lines = plt.plot(range(10),y1,range(10),y2)
line = lines[0]
line.set_color('r')
line.set_linewidth(4)
line.set_alpha(0.5)

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3. 使用 plt.setp 來設(shè)置： setp 的好處是一次性可以設(shè)置多根線條的樣式。
   示例代碼如下：

y1 = [np.random.randint(0,10) for x in range(10)]
y2 = [np.random.randint(0,10) for x in range(10)]
lines = plt.plot(range(10),y1,range(10),y2)
plt.setp(lines,linewidth=4)

在這里插入圖片描述

1. 使用plot繪圖的時候褐澎，就可以傳遞Line2D的屬性值進去会钝，來修改線條的樣式。
2. 使用plot返回的線條，單獨去設(shè)置也可以迁酸，但是單獨設(shè)置的時候先鱼，是通過set_Line2D屬性名()的方式來設(shè)置的。
3. 使用plt.setp來一次性設(shè)置多個線條的樣式奸鬓。

4. 2 設(shè)置軸和標(biāo)題

4.2.1 設(shè)置軸名稱

可以通過 plt.xlabel 和 plt.ylabel 來設(shè)置 x 軸和 y 軸的的名稱焙畔。
示例代碼如下：

 plt.plot(x,y,linewidth=10,color='red')
 plt.xlabel("x軸")
 plt.ylabel("y軸")

默認(rèn)情況下是顯示不了中文的。需要設(shè)置字體串远。

在windows中要使用中文坐標(biāo)軸的話宏多，需要調(diào)用電腦中的字體,可以通過以下代碼來實現(xiàn)：

# 加載字體
 font = font_manager.FontProperties(fname="C:\Windows\Fonts\msyh.ttc")
 plt.plot(x,y,linewidth=10,color='red')
 plt.xlabel("x軸",fontproperties=font)
 plt.ylabel("y軸",fontproperties=font)

加載字體的時候，可以到 C:\Windows\Fonts 中找你喜歡的并且可以顯示中文的字體澡罚。找到字體后伸但，還需要找到字體的真實名稱。
方法是右鍵->屬性->安全->對象名稱：

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4.2.2 設(shè)置標(biāo)題

可以通過 plt.title 方法來實現(xiàn)留搔，比如設(shè)置中文標(biāo)題更胖，示例1：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib import font_manager

y = [np.random.randint(10) for x in range(10)]
font = font_manager.FontProperties(fname=r"C:\\Windows\\Fonts\\msyh.ttc",size=20)
plt.plot(y)
plt.title("折線圖",fontproperties=font)

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4.2.3 設(shè)置 x 軸和 y 軸的刻度

之前我們畫的圖， x 軸和 y 軸的刻度都是 matplotlib 自動生成的催式。
如果想要在生成圖的時候手動的指定函喉，那么可以通過 plt.xticks 和 plt.yticks 來實現(xiàn)：

plt.xticks(range(0,20,2)) #在x軸上的刻度是0,2,4,6...20

以上會把那個刻度顯示在 x 軸上。如果想要顯示字符串類型荣月，那么可以再構(gòu)造一個數(shù)組，這個數(shù)組的長度必須和 x 軸刻度的長度保持一致梳毙。然后傳給 xticks 的第二個參數(shù)哺窄。示例代碼如下：

_x = range(0,20,2)
_xticks = ["%d坐標(biāo)"%i for i in _x]
plt.xticks(_x,_xticks,fontproperties=font) #在x軸上的刻度是0坐標(biāo),2坐標(biāo)...20坐標(biāo)

同樣 y 軸的刻度設(shè)置也是一樣的,將xticks換成yticks即可。

4.2.4 復(fù)仇者聯(lián)盟電影票房案例

實例展示账锹，復(fù)仇者聯(lián)盟電影票房案例：

avenger = [17974.4,50918.4,30033.0,40329.1,52330.2,19833.3,11902.0,24322.6,47521.8,32262.0,22841.9,12938.7,4835.1,3118.1,2570.9,2267.9,1902.8,2548.9,5046.6,3600.8]
plt.figure(figsize=(15,5))
plt.plot(avenger,marker="o")
font.set_size(10)
plt.xticks(range(20),["第%d天"%x for x in range(1,21)],fontproperties=font)
plt.xlabel("天數(shù)",fontproperties=font)
plt.ylabel("票房（單位：萬）",fontproperties=font)
plt.title("復(fù)仇者聯(lián)盟前20天票房數(shù)據(jù)",fontproperties=font)
plt.grid(True)
plt.show()

在這里插入圖片描述

小結(jié)

1. 標(biāo)題是通過plt.title來設(shè)置的萌业。
2. 刻度是通過xticks和yticks來設(shè)置的。xticks和yticks需要傳遞兩個參數(shù)奸柬，第一個參數(shù)ticks不重要生年，只要跟數(shù)據(jù)量保持一致就可以了，比如有20個數(shù)據(jù)廓奕，那么只要產(chǎn)生20個數(shù)據(jù)的數(shù)組或者列表都可以抱婉，第二個參數(shù)labels是用來設(shè)置每個刻度上的文本顯示，這個就比較重了桌粉。
3. 軸的名稱是通過xlabel和ylabel來設(shè)置的蒸绩。
4. 默認(rèn)plot是不支持中文的，如果想要支持中文铃肯，那么應(yīng)該創(chuàng)建一個字體對象matplotlib.font_manager.FontProperties患亿，然后指定fname參數(shù)，需要具體的路徑押逼。這里還有一個小細(xì)節(jié)步藕，拷貝出來的字體的字符串惦界，前面有一個亂碼，要把那個亂碼刪掉咙冗。獲取字體路徑的方式：右鍵->屬性->安全->對象名稱表锻。

5. 設(shè)置文本注釋和marker

5.1 設(shè)置marker

有時候，我們想要在一些關(guān)鍵點上重點標(biāo)記出來乞娄。那么我們可以通過設(shè)置 marker 來實現(xiàn)瞬逊。示例代碼如下：

x = np.linspace(0,20)
y = np.sin(x)
plt.plot(x,y,marker="o")

在這里插入圖片描述

我們設(shè)置了 marker 為 o ，這樣就是會在 (x,y) 的坐標(biāo)點上顯示出來仪或，并且顯示的是圓點确镊。其中 o 跟之前的線條樣式的簡寫是一樣的。另外范删，還可以通過 markerfacecolor 屬性
和 markersize 來指定標(biāo)記點的顏色和大小蕾域。示例代碼如下：

# 以下設(shè)置標(biāo)記點的顏色為黑色，尺寸為10
plt.plot(x,y,marker="o",markerfacecolor='k',markersize=10)

在這里插入圖片描述

5.2 設(shè)置注釋文本

有時候需要在圖形中的某個點標(biāo)記或者注釋一下到旦。那么我們可以使用 plt.annotate(text,xy,xytext,arrowprops={})來實現(xiàn)旨巷，其中 text是注釋的文本，xy是需要注釋的點的坐標(biāo)添忘， xytext是注釋文本的坐標(biāo)采呐， arrowprops 是箭頭的樣式屬性。示例代碼如下：

y = np.sin(np.arange(20))
plt.plot(y,marker='o')
# plt.annotate("(0,0)",xy=(0,0),xytext=(-0.5,-0.8),arrowprops={"width":10,"headwidth":16,"headlength":20,"shrink":0.3,"facecolor":"r","edgecolor":"y"})
for index,value in enumerate(y):
    plt.annotate("(%d,%.2f)"%(index,value),xy=(index,value),xytext=(index-0.1,value-0.1))
plt.show()
# plt.savefig("./a.png") # 保存圖片

在這里插入圖片描述

小結(jié)

1. plt.plot的時候搁骑，可以通過marker參數(shù)設(shè)置坐標(biāo)點的樣式斧吐。markerfacecolor代表的是點的顏色，markeredgecolor代表的是點的邊界的顏色仲器，markersize代表的是點的大小煤率。
2. plt.annotate(text,xy,xytext,arrowprops)是用來做文本注釋的，text代表的是需要注釋的文本乏冀，xy代表的是需要注釋的坐標(biāo)點蝶糯，xytext代表的是文本的坐標(biāo)點，arrowprops代表的是箭頭的一些屬性辆沦。
   3.annotate的官方文檔

6. 設(shè)置圖形樣式

6.1 調(diào)整圖片的大小和像素

如果想要調(diào)整圖片的大小和像素昼捍，可以通過 plt.figure(num=None, figsize=None, dpi=None,facecolor=None, edgecolor=None, frameon=True)來實現(xiàn)。

其中 num 是圖的編號众辨，figsize 的單位是英寸端三，dpi是每英寸的像素點，facecolor 是圖片背景顏色鹃彻， edgecolor 是邊框顏色郊闯， frameon 代表是否繪制畫板。
示例代碼如下：

plt.figure(figsize=(10,5),facecolor="r",edgecolor="k",linewidth=2,dpi=200,frameon=True) 
plt.plot(np.arange(5,20))
# plt.savefig("./x.png")

在這里插入圖片描述

6.2 顯示圖片的網(wǎng)格

我們也可以使用 grid 方法，來顯示圖片的網(wǎng)格：

plt.figure(figsize=(10,5),facecolor="r",edgecolor="k",linewidth=2,dpi=200,frameon=True) 
plt.plot(np.arange(5,20))
plt.grid()

在這里插入圖片描述

6.3 繪制多個圖

繪制多個圖有兩種形式团赁，第一種形式是在一張圖中繪制多根線條育拨，第二種形式是繪制多個子圖形。

以下分別進行講解欢摄。

6.3.1 繪制多根折線

繪制多根線條熬丧，只要準(zhǔn)備好坐標(biāo)，重新使用 plt.plot 繪制即可怀挠。示例代碼如下：

x = np.linspace(0,20)
plt.plot(x,np.sin(x))
plt.plot(x,np.cos(x))

在這里插入圖片描述

6.3.2 繪制多個子圖

繪制子圖的時候析蝴，我們可以使用 plt.subplot 或 plt.subplots 來實現(xiàn)。示例代碼如下：

plt.subplot(221)
plt.plot(np.arange(10),c='r')
plt.subplot(222)
plt.plot(np.sin(np.arange(10)),c='b')
plt.subplot(223)
plt.plot(np.cos(np.arange(10)),c='y')
plt.subplot(224)
plt.plot(np.tan(np.arange(10)),c='g')

在這里插入圖片描述

其中 subplot 中的 221 和 222 分別代表的意思是绿淋，第一個數(shù)表示這個大圖中總共有 2 行闷畸，第二個數(shù)表示總共有 2 列，然后第三個數(shù)表示當(dāng)前繪制第幾個圖吞滞。

也可以使用 fig,axs=plt.subplots(rows,cols,args,*kwargs) 來繪制多個圖形佑菩，返回值是一個元組，其中的 fig 參數(shù)是 figure 對象裁赠， axs 是 axes 對象的 array 殿漠。示例代碼如下：

values = np.linspace(0,20)
plt.style.use("seaborn")
fig,axes = plt.subplots(2,2,sharex=True) #Axes
ax1 = axes[0,0]
ax1.plot(values)
ax2 = axes[0,1]
ax2.plot(np.sin(values),c='y')
ax3 = axes[1,0]
ax3.plot(np.cos(values),c='b')
ax4 = axes[1,1]
ax4.plot(np.tan(values),c='g')

在這里插入圖片描述

使用 subplot 和 subplots 都可以傳遞 sharex/sharey 參數(shù)，這兩個參數(shù)表示是否需要共享X軸和Y軸佩捞。示例代碼如下：

figure,axes = plt.subplots(2,2,sharex=True,sharey=True)
axes[0,0].plot(np.sin(np.arange(10)),c='r')
axes[0,1].plot(np.cos(np.arange(10)),c='b')
axes[1,0].plot(np.tan(np.arange(10)),c='y')
axes[1,1].plot(np.arange(10),c='g')

在這里插入圖片描述

小結(jié)

1. 如果想要在一個圖上繪制多根折線绞幌，那么直接在plot中傳遞多個x和y就可以了，或者調(diào)用多次plot方法就可以了失尖。
2. 如果想要在一個畫板上繪制多個子圖（Axes對象）啊奄，那么可以使用plt.subplot或plt.subplots方法。
3. plt.subplot：plt.subplot(221)掀潮，第一個數(shù)字代表行，第二個數(shù)字代表列琼富，第三個數(shù)字代表當(dāng)前第幾個子圖仪吧。使用了subploth后繪制的所有東西都是在當(dāng)前子圖上，指導(dǎo)出現(xiàn)了新的subplot鞠眉。
4. plt.subplots：fig,axes = plt.subplots(2,2,sharex=True)薯鼠，第一個代表行，第二個代表列械蹋，這個方法是一次性把所有的子圖都繪制了出皇，但是在子圖上沒有任何的東西，我們需要使用他的返回值來繪制哗戈，axes就是子圖的對象郊艘。

6.4 風(fēng)格設(shè)置

matplotlib 圖片默認(rèn)內(nèi)置了幾種風(fēng)格。我們可以通過 plt.style.available 來查看內(nèi)置的所有風(fēng)格:

在這里插入圖片描述

在繪制的時候，可以使用 plt.style.use 方法來使用不同的風(fēng)格纱注。示例代碼如下：

plt.style.use("dark_background")
figure,axes = plt.subplots(2,2,sharex=True,sharey=True)
axes[0,0].plot(np.sin(np.arange(10)),c='r')
axes[0,1].plot(np.cos(np.arange(10)),c='b')
axes[1,0].plot(np.tan(np.arange(10)),c='y')
axes[1,1].plot(np.arange(10),c='g')

在這里插入圖片描述

我將月亮縫入軀體畏浆，葬自我于山谷，如果那一天野花瘋長狞贱，那便是我在講

文章到此結(jié)束刻获，但愿本文對你能有一點幫助，歡迎三連瞎嬉，點個贊蝎毡，收個藏啥的，有問題的盡管砸來氧枣，我有故事你有酒沐兵，好好交流不分手！哈哈哈挑胸！下次見痒筒！

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