Matplotlib（2）——创建画布

总结：

方法	当前图像	面相对象	意义	子图是否覆盖原图像	如何划分画布
figure	plt.figure()	plt.figure()	创建画布
subplot	plt.subplot(2,2,1)		在画布上创建子图	是	在轴上划分的子图数量
add_subplot		ax1 = fig.add_subplot(2,2,1)	在画布上创建子图	否	在轴上划分的子图数量
subplots		fig,ax = plt.subplots(2,2)	创建一个画布及子图	否	在轴上划分的子图数量
subplot2grid	plt.subplot2grid((3,3),(0,0),2,1)		在网格中特定位置创建子图	是	网格的位置
add_axes		ax1 = fig.add_axes([0.5,0.5,1,1])	在画布特定位置创建子图	否	轴长的百分比

格式调整

在Matplotlib中，创建一幅图首先要创建一个画布，但在创建画布前，还需要做一些操作，来使图像能够更好的展示。

# 导入matplotlib库中的pyplot
import matplotlib.pyplot as plt

# 使图标在丘比特笔记本中展示
%matplotlib inline

# 解决中文乱码
plt.rcParams['font.sans-serif']='SimHei'


# 解决负号无法显示的问题
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False

# 将图表以矢量图格式显示，提高清晰度
%config InlineBackend.figure_format = 'svg'

创建画布

figure()

创建一个新的画布，可以通过figure()函数来实例化Figure对象

方法：

figure(num=None, figsize=None, dpi=None, facecolor=None, edgecolor=None, frameon=True, FigureClass=, clear=False, **kwargs)

参数：
- num：用于对画布进行唯一标号。可以输入一个整数或字符串。
- figsize：输入一个俩元素元组，定义画布的长宽。默认（6.4,4.8）。
- dpi：图像分辨率，默认值为100。
- facecolor：背景颜色。默认为：rc：figre.facecolor‘=’w‘
- edgecolor：边框颜色。如果未提供，默认为：rc：figre.edgecolor‘=’w‘
- frameon：图形框架的显示

实例：

# 创建一个长宽为3的画布
import  matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure(figsize=(3,3))

subplot()

先隐式的创建一个画布，然后再在画布上添加一个子图。该函数创建并返回一个Axes对象，按照子图索引，按以行主顺序递增。

使用subplot() 方法创建子图将删除任何与其重叠的预先存在的子图，而不是共享边界。

方法：
subplot(*args, **kwargs)

参数介绍：
subplot(nrows, ncols, index, **kwargs)
subplot(pos, **kwargs)
subplot(ax)

参数：

• *args：三个整数或一个三位数（自动解析成三个整数），用于分别对应 nrows, ncols, index
  - nrows：在画布纵轴上分隔成几个子图
  - ncols：在画布横轴上分隔成几个子图
  - index：子图索引
• **kwargs：一些涉及子图属性的关键字参数。此方法还接受返回AXIS基类的关键字参数。

实例：

# 创建两个子图，第二个子图用关键字参数设置为极坐标图ax1 = plt.subplot(2,1,1)
ax1 = plt.subplot(2,1,1)
ax2 = plt.subplot(212,projection='polar')

subplots()：

创建一张画布和一组子图，并返回一个figure和axes对象的元组

方法： subplots(nrows=1, ncols=1, sharex=False, sharey=False, squeeze=True, subplot_kw=None, gridspec_kw=None, **fig_kw)

参数：

• nrows / ncols：在行列上子图分割的份数
• sharex / sharey：是否共轴。可选：‘none’, ‘all’, ‘row’, ‘col’, ‘True’, ‘False’
  - all / True：所有子图共享轴
  - none / False：各自享有自己的轴
  - row / col：按子图行或列共享x,y轴
• squeeze：在返回多个子图时，axes是否要压缩为1维数组
• subplot_kw：创建subplot的关键字字典
• **fig_kw：创建figure时的其他关键字

实例：

• 创建图形，并创建一个子图

x = np.linspace(0, 2*np.pi, 400)
y = np.sin(x**2)
    
# 创建图形，并创建一个子图
fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y)
ax.set_title('Simple plot')

• 创建两个子图，并将输出的数组压缩成1维

# 创建两个子图，并将输出的数组压缩成1维
f, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2, sharey=True)  
ax1.plot(x, y)
ax1.set_title('Sharing Y axis')  # 两子图Y轴共轴
ax2.scatter(x, y)

• 当有多个子图时，用ax接收axes数组后，可以用flatten()转化为1维数组

fig, ax = plt.subplots(2,2,figsize=(6,6))
ax = ax.flatten()
ax[0].plot(x, y)
ax[3].scatter(x, y)

• 创建多个子图，通过数组或切片指定子图

创建4个子图，并设置为极轴。通过数组或切片指定子图
fig, ax = plt.subplots(2, 2, subplot_kw=dict(polar=True))
ax[0, 0].plot(x, y)
ax[1, 1].scatter(x, y)

# 也可以写成这种样子
ax[0][0].plot(x,y)
ax[1][1].scatter(x, y)

• 设置轴共享

# 所有的子图共享轴
plt.subplots(2, 2, sharex='all', sharey='all')

• 创建子图并命名

# 创建子图10，如果存在，就删除它
fig, ax=plt.subplots(num=10, clear=True)

subplot2grid()

将画布按照shape函数划分成网格，在网格特定位置创建一个子图。

方法： subplot2grid(shape, loc, rowspan=1, colspan=1, fig=None, **kwargs)

参数：

• shape：画布的形状。以元组的形式传入，第一项是行数，第二项是列数，数值为整数型。
• loc：子图的位置。以元组的形式传入，第一项是行数，第二项是列数。画布左上坐标为（0,0）
• rowspan：在列向上占几格，默认为1
• colspan：在行向上占几格，默认为1

实例：

# (3,3)为画布的大小，（0,0）说明子图位于画布左上角，colspan = 2说明在行上跨2格
a1 = plt.subplot2grid((3,3),(0,0),colspan = 2)  

# (3,3)为画布的大小，（0,2）说明子图位于画布第1行，第3列，rowspan = 3说明在列上跨3格
a2 = plt.subplot2grid((3,3),(0,2), rowspan = 3)

# (3,3)为画布的大小，（1,0）说明子图位于画布第2行，第1列，子图在列上跨2格，在行上跨1格
a3 = plt.subplot2grid((3,3),(1,0),rowspan = 2, colspan = 1)

add_subplot()

面对对象的方法，参数及使用与subplot相似，但不会删除与其重叠的子图

add_axes()

面对对象的方法，创建一个子图，如范围内已有图像，则覆盖在原图像上。

方法： add_axes(rect, projection=None, polar=False, **kwargs)

参数：

• rect：子图的位置，大小。以列表传入[左、下、宽、高]。
  • 左 / 下：以百分比确定
• projection：投影类型
• polar：为True时，相当于projection = ‘polar’
• **kwargs：其他相关关键字参数

实例：

# 创建两个子图对象，ax2将覆盖在ax1上
fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_axes([0,0,1.5,1.5])
ax2 = fig.add_axes([0.5,0.5,1,1])

subplots_adjust()

对子图的布局进行设置

• 方法： subplots_adjust(left=None, bottom=None, right=None, top=None, wspace=None, hspace=None)

• 参数：

  • left：以图形宽度为单位，调整最左侧子图与画布左边框的距离，范围（0-1）
  • bottom：以图形高度为单位，调整最下侧子图与画布下边框的距离，范围（0-1）
  • right：以图形宽度为单位，调整最右侧子图与画布右边框的距离，范围（0-1）
  • top：以图形高度为单位，调整最上侧子图与画布上边框的距离，范围（0-1）
  • wspace：调整坐标系之间的水平间隔
  • hspace：调整坐标系之间的垂直间隔

• 注：

  • left和right值的和为1，且left<=rigth
  • bottom和top值的和为1，且bottom<=top

• 实例：

fig, ax = plt.subplots(2, 2)
fig.subplots_adjust(left=0.1,     # 调整最左边坐标系到画布左边框的间距（参数 0~1）
                    right=0.9,    # 调整最右边坐标系到画布右边框的间距（参数 0~1）
                    top=0.2,      # 调整最上面坐标系到画布顶部框的间距（参数 0~1）
                    bottom=0.8,   # 调整最下面坐标系到画布底部框的间距（参数 0~1）
                    wspace=1.5,   # 调整坐标系之间的水平间隔
                    hspace=1.5,   # 调整坐标系之间的垂直间隔
                    )