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今天我們開始學習Python第三方庫matplotlib的基礎知識。

一、matplotlib庫的概述

matplotlib庫是Python的一個繪圖庫，使用它可以輕松的繪畫出版質量的圖形

二、基本繪圖

matplotlib繪圖庫的核心方法是plot方法，該方法一般形式如下：

mp.plot(x,y)，其中x和y是序列，并且元素一一對應，該方法參數還非常多，後續内容将圍繞展開，調用完plot方法後，還需調用mp.show()方法才能顯示圖像，該方法是阻塞方法，即不關閉顯示的圖像窗口後續代碼将停止運行，所以一般最後才調用show函數

1.簡單函數圖像

繪制一條函數圖像

其顯示結果如下：

2.水平線和垂直線

水平線的api：mp.hlines(xval,xmin,xmax)

垂直線的api：mp.vlines(vval,ymin,ymax)

其中value參數表示橫和豎的水平，min和max參數表示線的起止位置

畫一條y為7.5,x為1到3的水平線，x為3，y為6到9的垂直線

其顯示結果如下：

我們可以看到，hlines、vlines函數都是複數形式，說明可以就調用一次同時畫多條水平或垂直線

方法的第一個列表參數為線的水平垂直程度，後兩個列表參數一一對應構成線的起止位置

其顯示結果如下：

3.畫正弦函數

畫函數圖像的底層邏輯是找出函數上一一對應的x、y，通過連接每一個（x，y）而得到函數圖像，畫正弦函數時，x序列可以通過linspace方法線性拆分-π到π，y序列則通過sin函數代入每一個x得到

其顯示結果如下：

4.設置線型、線寬、線的顔色

mp.plot(xarray,yarray,linestyle='',linewidth=1,color='',alpha=0.5)

其中linestyle參數表示線的形狀，一般用到的有‘-’、‘--’、‘-.’、‘：’等，linewidth參數表示線的寬度，是數值，0.5表示是标準寬度的0.5倍，color參數表示線的顔色，可以是顔色的英文單詞，可以是首字母，可以是rgb數值，一般用到的有‘lightgray淺灰色’、‘orangered橙紅色’、‘dodgerblue藍色’、‘limegreen綠色’，alpha參數表示線的透明度

測試一下

sinx/2的線型為--，這裡有筆誤

其結果如下：

5.設置坐标軸的範圍

mp.xlim(xlimt_min,xlimt_max)

mp.ylim(ylimt_min,ylimt_max)

其中第一個參數為x/y軸的範圍最小值，第二個參數為x/y軸的範圍最大值

給x軸y軸設定範圍

其運行結果如下：

6.設置坐标軸的刻度

mp.xticks(x_val_list,x_text_list)

mp.yticks(x_val_list,x_text_list)

第一個參數表示坐标軸刻度的真實值，第二個參數則表示值的表示形式

x_val_list是值列表,x_text_list是值得顯示形式列表

其顯示結果如下：

latex語法

上圖中我們發現-π/2并不是我們常見的分數形式，顯示還是不直觀，特别是以後可能還會用到其它比較複雜的符号，輸入法根本打印不出來，這個就需要我們用到latex字符串語法

例如我們對上面代碼進行改進

其運行結果如下：

latex語法總是以兩個$符号為界限，字符串前面的r是為了轉義字符串裡面的反斜杠，\pi是符号π的意思，\frac是分數的意思，後面兩個中括号第一個填分子、第二個填分母，還有很多，大家可以去網上搜索學習

7.設置坐标軸的位置

上述的圖像其實有四條軸，left左軸、right右軸、top上軸、bottm下軸，并且x和y軸并不在中間，這時我們為了函數圖像的直觀，需要對坐标軸進行操作，一系列api如下：

ax=mp.gca()

該方法獲取當前的坐标軸字典，并賦值給變量ax

axis=ax.spines['坐标軸名']

該方法獲取單個坐标軸

axis.set_position((type,val))

該方法設置坐标軸的位置，參數為2個元素的元組

axis.set_color(color)

該方法改變坐标軸的顔色，參數為none時代表不要該坐标軸

其運行結果如下：

8.圖例

圖例是在函數坐标系适當位置标識出各個函數圖像，其api一般形式如下：

mp.legend(loc='')

其中參數loc表示圖例顯示在哪裡，默認為最佳位置，也可以設置為字符串'best'或'right top'等等，也可以直接寫數字0、1、2等等，0也是最佳位置的意思

但上述方法僅僅隻是顯示圖例的方法，我們在畫函數線的時候需要給該圖像一個标簽最終才能顯示出來,形如下面

mp.plot(x,y......label='y=sin(x)')

其運行結果如下：

9.特殊點

有時需要在函數圖像上對特殊點進行标記，這就需要用到特殊點的方法

mp.scatter(xarray,yarray,marker='',s='',edgecolor='',facecolor='',zorder=3)

xarray、yarray參數表示特殊點的坐标，可以是數組，marker參數表示特殊點的形狀常用形狀有'o'表示圓形、's'表示方形、'D'表示菱形等等，s參數表示特殊點的大小，edgecolor參數表示特殊點的邊緣色，facecolor表示特殊點的填充色，zorder參數則表示特殊點所在圖層編号，越大圖層則越靠上

其運行結果如下：

10.備注

為在某條函數上的點添加備注，指明相關信息

mp.annotate('',xy=(x,y),xytext=(x,y),fontzie=14,arrowprops=dict())

其中第一個字符串參數表示備注的文本，xy參數表示備注目标點的坐标，xytext參數則表示備注文本的坐标，arrowprops參數是一個字典，有兩個元素，一是箭頭形狀，二是箭連接方式

其運行結果如下：

好了，至此我們已經學習了matplotlib庫簡單的繪圖方法，後續我們将繼續學習更加高級的操作。

END

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