matplotlib.pyplot是一些命令行风格函数的集合,使matplotlib以类似于MATLAB的方式工作。每个pyplot函数对一幅图片(figure)做一些改动:比如创建新图片,在图片创建一个新的作图区域(plotting area),在一个作图区域内画直线,给图添加标签(label)等。matplotlib.pyplot是有状态的,亦即它会保存当前图片和作图区域的状态,新的作图函数会作用在当前图片的状态基础之上。
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot([1,2,3,4])
plt.ylabel('some numbers')
plt.show()
上图的X坐标是1-3,纵坐标是1-4,这是因为如果你只提供给plot()函数一个列表或数组,matplotlib会认为这是一串Y值(Y向量),并且自动生成X值(X向量)。而Python一般是从0开始计数的,所以X向量有和Y向量一样的长度(此处是4),但是是从0开始,所以X轴的值为[0,1,2,3]。
如果要显示的制定X轴的坐标,可以像如下一样:
plt.plot([1,2,3,4],[1,4,9,16])
也可以给plt.plot()函数传递多个序列(元组或列表),每两个序列是一个X,Y向量对,在图中构成一条曲线,这样就会在同一个图里存在多条曲线。
为了区分同一个图里的多条曲线,可以为每个X,Y向量对指定一个参数来标明该曲线的表现形式,默认的参数是'b-',亦即蓝色的直线,如果想用红色的圆点来表示这条曲线,可以:
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot([1,2,3,4],[1,4,9,16],'ro')
plt.axis([0,6,0,20])
axis()函数接受形如[xmin,xmax,ymin,ymax]的参数,指定了X,Y轴坐标的范围。
matplotlib不仅仅可以使用序列(列表和元组)作为参数,还可以使用numpy数组。实际上,所有的序列都被内在的转化为numpy数组。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
t=np,arange(0.,5.,0.2)
plt.plot(t,t,'r--',t,t**2,'bs',t,t**3,'g^')
控制曲线的属性
曲线有许多我们可以设置的性质:曲线的宽度,虚线的风格,抗锯齿等等。有多种设置曲线属性的方法:
1.使用关键词参数:
plt.plot(x,y,linewidth=2.0)
2.使用Line2D实例的设置(Setter)方法。plot()返回的是曲线的列表,比如line1,line2=plot(x1,y1,x2,y2).我们取得plot()函数返回的曲线之后用Setter方法来设置曲线的属性。
line,=plt.plot(x,y,'-')
line.set)antialliased(False) #关闭抗锯齿
3.使用setp()命令:
lines=plt.plot(x1,y1,x2,y2)
plt.setp(lines,color='r',linewidth=2.0)
plt.setp(lines,'color','r','linewidth','2.0')
处理多个图和Axe
MATLAB和pyplot都有当前图和当前axe的概念。所有的作图命令都作用在当前axe。
函数gca()返回当前axe,gcf()返回当前图。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
def f(t):
return np.exp(-t) * np.cos(2*np.pi*t)
t1 = np.arange(0.0, 5.0, 0.1)
t2 = np.arange(0.0, 5.0, 0.02)
plt.figure(1)
plt.subplot(211)
plt.plot(t1, f(t1), 'bo', t2, f(t2), 'k')
plt.subplot(212)
plt.plot(t2, np.cos(2*np.pi*t2), 'r--')
figure()命令是可选的,因为figure(1)会被默认创建,subplot(111)也会被默认创建。subplot()命令会指定numrows,numcols,fignum,其中fignum的取值范围为从1到numrows*numcols。如果numrows*numcols小于10则subplot()命令中的逗号是可选的。所以subplot(2,1,1)与subplot(211)是完全一样的。
如果你想手动放置axe,而不是放置在矩形方格内,则可以使用axes()命令,其中的参数为axes([left,bottom,width,height]),每个参数的取值范围为(0,1)。
你可以使用多个figure()来创建多个图,每个图都可以有多个axe和subplot:
import matplotlib.pyplot as plt
plt.figure(1) # the first figure
plt.subplot(211) # the first subplot in the first figure
plt.plot([1,2,3])
plt.subplot(212) # the second subplot in the first figure
plt.plot([4,5,6])
plt.figure(2) # a second figure
plt.plot([4,5,6]) # creates a subplot(111) by default
plt.figure(1) # figure 1 current; subplot(212) still current
plt.subplot(211) # make subplot(211) in figure1 current
plt.title('Easy as 1,2,3') # subplot 211 title
你可以使用clf()和cla()命令来清空当前figure和当前axe。
如果你创建了许多图,你需要显示的使用close()命令来释放该图所占用的内存,仅仅关闭显示在屏幕上的图是不会释放内存空间的。
处理文本
text()命令可以用来在任意位置上添加文本,xlabel(),ylabel(),title()可以用来在X轴,Y轴,标题处添加文本。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
mu, sigma = 100, 15
x = mu + sigma * np.random.randn(10000)
# the histogram of the data
n, bins, patches = plt.hist(x, 50, normed=1, facecolor='g', alpha=0.75)
plt.xlabel('Smarts')
plt.ylabel('Probability')
plt.title('Histogram of IQ')
plt.text(60, .025, r'$\mu=100,\ \sigma=15$')
plt.axis([40, 160, 0, 0.03])
plt.grid(True)
每个text()命令都会返回一个matplotlib.text.Text实例,就像之前处理曲线一样,你可以通过使用setp()函数来传递关键词参数来定制文本的属性。
t=plt.xlabel('my data',fontsize=14,color='red')
在文本中使用数学表达式
matplotlib在任何文本中都接受Text表达式。
Tex表达式是有两个dollar符号环绕起来的,比如
的Tex表达式如下
plt.title(r'$\sigma_i=15$')