1 matplot入門指南¶

matplotlib是Python科學計算中使用最多的一個視覺化庫，功能豐富，提供了非常多的視覺化方案，基本能夠滿足各種場景下的資料視覺化需求。但功能豐富從另一方面來說也意味著概念、方法、引數繁多，讓許多新手望而卻步。

據我瞭解，大部分人在對matplotlib接觸不深時都是邊畫圖邊百度，諸如這類的問題，我想大家都似曾相識：Python如何畫散點圖，matplotlib怎麼將座標軸標籤旋轉45度，怎麼設定圖例字型大小等等。無論針對哪一個問題，往往都有多種解決方法，搜尋引擎這時候當然會很熱情得將各種五花八門、看似合理、各不相同的解決方案推給我們，對於新手往往就迷失在這些紛雜的答案中，然後覺得matplotlib好複雜。matplotlib設計原則就是追求對每一個圖表細節的完全控制，所以matplotlib原始碼中各種物件很多，甚至各物件間相互應用，錯綜複雜，對同一個物件的設定經常可以呼叫不同的方法來實現，這是matplotlib入門難的原因之一。

對於matplotlib入門階段學習曲線陡峭，我認為還有一個更加重要的原因。無論是在各種出版書籍還是網路部落格中，都少有資料對matplotlib進行深入的系統介紹，大多淺嘗輒止。這些流於表層的資料對於如何用matplotlib作圖沒有進行深入的分析，大多隻介紹如何呼叫pyplot模組中的方法進行作圖。pyplot是matplotlib中提供的一個頂層模組，提供許多方法實現了快速、簡便作圖，幾行程式碼就可以完成一幅圖的創作，但是，這種方法作圖卻讓新手對matplotlib圖形的認識變得粗淺，也很難實現對圖形的更加精細控制，底層定製能力有限，最終讓新手對matplotlib咬牙切齒。這種方法就想吃快餐，快速方便，但是吃多了難免營養不良。

面對matplotlib入門階段的這兩個問題，怎麼辦呢？

matplotlib其實提供了兩類介面實現作圖。第一類基於狀態的介面，就是上文中提到的pyplot進行作圖，這類介面對matplotlib中更加底層的物件進行封裝，以仿MATLAB作圖風格的方式讓作圖更加簡單方便。至於為什麼叫基於狀態，我的觀點是pyplot所有作圖動作都是預設在當前出於啟用的元素上進行，要切換到其他元素作圖，就要使另一元素啟用。第二類介面是基於物件的介面，這種方法是使用買你想物件的方法來作圖，認為圖形中每一個元素都是一種物件，通過呼叫更加底層物件來實現作圖。這種方法程式碼量更多，但是讓使用者對matplotlib圖形的構成有了更深的認識，也讓使用者對圖形的每一個元素有更強的掌控力。

所以，在使用matplotlib作圖過程中，本文建議在學習階段多使用基於物件的方法進行作圖，只要掌握了基於物件的方法作圖，後面使用pyplot作圖自然水到渠成。本文後續大部分介紹也是基於這一種方法。

 

2 安裝與匯入¶

• 安裝
  matplotlib的安裝與Python中其他第三方庫安裝方法無異，如果你對Python環境管理和庫安裝還不熟悉，可以參考這篇部落格。現在，你可以使用下行命令從豆瓣源中安裝matplotlib:
  $ pip install -i https://pypi.douban.com/simple matplotlib
• 匯入
  進行匯入操作時通常不會直接將整個matplotlib包匯入，而是匯入matplotlib包中最為常用的pyplot模組，一般的，我們習慣將pyplot匯入時起一個簡稱plt。

In [1]:

import matplotlib.pyplot as plt

 

3 圖的構成¶

在使用matplotlib進行繪圖之前，理解matplotlib圖表構成是非常有必要的。matplotlib圖表有三個非常重要的概念：figure、axes、axies。 三者之間的關係構成了matplotlib圖表的整體佈局，如下圖1所示。

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