Python matplotlib绘图模块操作大全

什么是Matplotlib ？

• Matplotlib 是 Python 的绘图库，它能让使用者很轻松地将数据图形化，并且提供多样化的输出格式。
• Matplotlib 可以用来绘制各种静态，动态，交互式的图表。
• Matplotlib 是一个非常强大的 Python 画图工具，我们可以使用该工具将很多数据通过图表的形式更直观的呈现出来。
• Matplotlib 可以绘制线图、散点图、等高线图、条形图、柱状图、3D 图形、甚至是图形动画等等。

Matplotlib 安装

pip install matplotlib -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

Matplotlib Pyplot绘图模块

plot() 用于画图它可以绘制点和线

# 画单条线
plot([x], y, [fmt], *, data=None, **kwargs)
# 画多条线
plot([x], y, [fmt], [x2], y2, [fmt2], ..., **kwargs)

参数说明：

• x, y：点或线的节点，x 为 x 轴数据，y 为 y 轴数据，数据可以列表或数组。
• fmt：可选，定义基本格式（如颜色、标记和线条样式）。
• **kwargs：可选，用在二维平面图上，设置指定属性，如标签，线的宽度等。

应用示例

plot(x, y)        # 创建 y 中数据与 x 中对应值的二维线图，使用默认样式
plot(x, y, 'bo')  # 创建 y 中数据与 x 中对应值的二维线图，使用蓝色实心圈绘制
plot(y)           # x 的值为 0..N-1
plot(y, 'r+')     # 使用红色 + 号

• 颜色字符：‘b’ 蓝色，‘m’ 洋红色，‘g’ 绿色，‘y’ 黄色，‘r’ 红色，‘k’ 黑色，‘w’ 白色，‘c’
  青绿色，‘#008000’ RGB 颜色符串。多条曲线不指定颜色时，会自动选择不同颜色。
• 线型参数：‘‐’ 实线，‘‐‐’ 破折线，‘‐.’ 点划线，‘:’ 虚线。
• 标记字符：‘.’ 点标记，‘,’ 像素标记(极小点)，‘o’ 实心圈标记，‘v’ 倒三角标记，‘^’ 上三角标记，‘>‘右三角标记，’<’ 左三角标记…等等。

使用 pyplot 中的 scatter() 方法来绘制散点图

scatter() 方法语法格式如下：

matplotlib.pyplot.scatter(x, y, s=None, c=None, marker=None, cmap=None, norm=None, vmin=None, vmax=None, alpha=None, linewidths=None, *, edgecolors=None, plotnonfinite=False, data=None, **kwargs)

参数说明：

• x，y：长度相同的数组，也就是我们即将绘制散点图的数据点，输入数据。
• s：点的大小，默认 20，也可以是个数组，数组每个参数为对应点的大小。
• c：点的颜色，默认蓝色 ‘b’，也可以是个 RGB 或 RGBA 二维行数组。
• marker：点的样式，默认小圆圈 ‘o’。
• cmap：Colormap，默认 None，标量或者是一个 colormap 的名字，只有 c
  是一个浮点数数组的时才使用。如果没有申明就是 image.cmap。
• norm：Normalize，默认 None，数据亮度在 0-1 之间，只有 c 是一个浮点数的数组的时才使用。
• vmin，vmax：：亮度设置，在 norm 参数存在时会忽略。
• alpha：：透明度设置，0-1 之间，默认 None，即不透明。
• linewidths：：标记点的长度。
• edgecolors：：颜色或颜色序列，默认为 ‘face’，可选值有 ‘face’, ‘none’, None。
• plotnonfinite：：布尔值，设置是否使用非限定的 c ( inf, -inf 或 nan) 绘制点。
• **kwargs：：其他参数。

marker 可以定义的符号如下：

fmt 参数
fmt 参数定义了基本格式，如标记、线条样式和颜色。

fmt = '[marker][line][color]'

示例：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

ypoints = np.array([6, 2, 13, 10])

plt.plot(ypoints, 'o:r')
plt.show()

线类型：

颜色类型：

标记大小与颜色
我们可以自定义标记的大小与颜色，使用的参数分别是：

• markersize，简写为 ms：定义标记的大小。
• markerfacecolor，简写为 mfc：定义标记内部的颜色。
• markeredgecolor，简写为 mec：定义标记边框的颜色。

Matplotlib 轴标签和标题

使用 xlabel() 和 ylabel() 方法来设置 x 轴和 y 轴的标签。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.array([1, 2, 3, 4])
y = np.array([1, 4, 9, 16])
plt.plot(x, y)

plt.xlabel("x - label")
plt.ylabel("y - label")

plt.show()

运行效果

标题
使用 title() 方法来设置标题。

plt.title("TEST TITLE")

图形中文显示

Matplotlib 默认情况不支持中文，我们可以使用以下简单的方法来解决。

这里我们使用思源黑体，思源黑体是 Adobe 与 Google 推出的一款开源字体。
GitHub 地址：https://github.com/adobe-fonts/source-han-sans/tree/release/OTF/SimplifiedChinese

示例

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

# fname 为 你下载的字体库路径，注意 SourceHanSansSC-Bold.otf 字体的路径
zhfont1 = matplotlib.font_manager.FontProperties(fname="SourceHanSansSC-Bold.otf")

x = np.arange(1, 11)
y = 2 * x + 5
plt.title("测试", fontproperties=zhfont1)

# fontproperties 设置中文显示，fontsize 设置字体大小
plt.xlabel("x 轴", fontproperties=zhfont1)
plt.ylabel("y 轴", fontproperties=zhfont1)
plt.plot(x, y)
plt.show()

运行结果

Matplotlib 饼图

使用 pyplot 中的 pie() 方法来绘制饼图

matplotlib.pyplot.pie(x, explode=None, labels=None, colors=None, autopct=None, pctdistance=0.6, shadow=False, labeldistance=1.1, startangle=0, radius=1, counterclock=True, wedgeprops=None, textprops=None, center=0, 0, frame=False, rotatelabels=False, *, normalize=None, data=None)[source]

参数说明：

• x：浮点型数组，表示每个扇形的面积。
• explode：数组，表示各个扇形之间的间隔，默认值为0。
• labels：列表，各个扇形的标签，默认值为 None。
• colors：数组，表示各个扇形的颜色，默认值为 None。
• autopct：设置饼图内各个扇形百分比显示格式，%d%% 整数百分比，%0.1f 一位小数， %0.1f%% 一位小数百分比，
  %0.2f%% 两位小数百分比。
• labeldistance：标签标记的绘制位置，相对于半径的比例，默认值为 1.1，如 <1则绘制在饼图内侧。
• pctdistance：：类似于 labeldistance，指定 autopct 的位置刻度，默认值为 0.6。
• shadow：：布尔值 True 或 False，设置饼图的阴影，默认为 False，不设置阴影。
• radius：：设置饼图的半径，默认为 1。
• startangle：：起始绘制饼图的角度，默认为从 x 轴正方向逆时针画起，如设定 =90 则从 y 轴正方向画起。
• counterclock：布尔值，设置指针方向，默认为 True，即逆时针，False 为顺时针。
• wedgeprops ：字典类型，默认值 None。参数字典传递给 wedge
  对象用来画一个饼图。例如：wedgeprops={‘linewidth’:5} 设置 wedge 线宽为5。
• textprops ：字典类型，默认值为：None。传递给 text 对象的字典参数，用于设置标签（labels）和比例文字的格式。
• center ：浮点类型的列表，默认值：(0,0)。用于设置图标中心位置。
• frame ：布尔类型，默认值：False。如果是 True，绘制带有表的轴框架。
• rotatelabels ：布尔类型，默认为 False。如果为 True，旋转每个 label 到指定的角度。

示例

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

y = np.array([35, 25, 25, 15])

plt.pie(y,
        labels=['A','B','C','D'], # 设置饼图标签
        colors=["#d5695d", "#5d8ca8", "#65a479", "#a564c9"], # 设置饼图颜色
        explode=(0, 0.2, 0, 0), # 第二部分突出显示，值越大，距离中心越远
        autopct='%.2f%%', # 格式化输出百分比
       )
plt.title("Pie Test")
plt.show()

运行结果