Matplotlib 教程

来源：互联网发布：阿里云自建机房编辑：程序博客网时间：2024/05/18 09:33

原文链接地址：http://liam0205.me/2014/09/11/matplotlib-tutorial-zh-cn/

1.介绍

Matplotlib 可能是 Python 2D-绘图领域使用最广泛的套件。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。这里将会探索 matplotlib 的常见用法。

2.pylab

pylab 是 matplotlib 面向对象绘图库的一个接口。它的语法和 Matlab 十分相近。也就是说，它主要的绘图命令和 Matlab 对应的命令有相似的参数。

3.初级绘制

这一节中，我们将从简到繁：先尝试用默认配置在同一张图上绘制正弦和余弦函数图像，然后逐步美化它。

1.取得正弦函数和预先函数的值：

from matplotlib import pylabimport numpy as npdef getData():    X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256,endpoint=True)    C,S = np.cos(X), np.sin(X)    print XgetData()

X 是一个 numpy 数组，包含了从 −π到 +π等间隔的 256 个值。C 和 S 则分别是这 256 个值对应的余弦和正弦函数值组成的 numpy 数组。

2.使用默认配置

Matplotlib 的默认配置都允许用户自定义。你可以调整大多数的默认配置：图片大小和分辨率（dpi）、线宽、颜色、风格、坐标轴、坐标轴以及网格的属性、文字与字体属性等。不过，matplotlib 的默认配置在大多数情况下已经做得足够好，你可能只在很少的情况下才会想更改这些默认配置。

3.默认配置的具体内容

下面的代码中，我们展现了 matplotlib 的默认配置并辅以注释说明，这部分配置包含了有关绘图样式的所有配置。代码中的配置与默认配置完全相同，你可以在交互模式中修改其中的值来观察效果。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as plt# 创建一个 8 * 6 点（point）的图，并设置分辨率为 80plt.figure(figsize=(8,6), dpi=80)# 创建一个新的 1 * 1 的子图，接下来的图样绘制在其中的第 1 块（也是唯一的一块）plt.subplot(111)X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256,endpoint=True)C,S = np.cos(X), np.sin(X)# 绘制余弦曲线，使用蓝色的、连续的、宽度为 1 （像素）的线条plt.plot(X, C, color="blue", linewidth=1.0, linestyle="-")# 绘制正弦曲线，使用绿色的、连续的、宽度为 1 （像素）的线条plt.plot(X, S, color="green", linewidth=1.0, linestyle="-")# 设置横轴的上下限plt.xlim(-4.0,4.0)# 设置横轴记号plt.xticks(np.linspace(-4,4,9,endpoint=True))# 设置纵轴的上下限plt.ylim(-1.0,1.0)# 设置纵轴记号plt.yticks(np.linspace(-1,1,5,endpoint=True))# 以分辨率 72 来保存图片# savefig("../figures/exercice_2.png",dpi=72)# 在屏幕上显示plt.show()

4.改变线条的颜色和粗细

首先，我们以蓝色和红色分别表示余弦和正弦函数，而后将线条变粗一点。接下来，我们在水平方向拉伸一下整个图。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltplt.figure(figsize=(8,5), dpi=80)plt.subplot(111)X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256,endpoint=True)C,S = np.cos(X), np.sin(X)plt.plot(X, C, color="blue", linewidth=2.5, linestyle="-")plt.plot(X, S, color="red", linewidth=2.5, linestyle="-")plt.xlim(-4.0,4.0)plt.xticks(np.linspace(-4,4,9,endpoint=True))plt.ylim(-1.0,1.0)plt.yticks(np.linspace(-1,1,5,endpoint=True))plt.show()

![这里写图片描述](http://img.blog.csdn.net/20170310222413817?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvYml0Y2FybWFubGVl/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast)

5.设置图片边界

当前的图片边界设置得不好，所以有些地方看得不是很清楚。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltplt.figure(figsize=(8,5), dpi=80)plt.subplot(111)X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256,endpoint=True)C,S = np.cos(X), np.sin(X)plt.plot(X, C, color="blue", linewidth=2.5, linestyle="-")plt.plot(X, S, color="red", linewidth=2.5, linestyle="-")plt.xlim(X.min()*1.1, X.max()*1.1)plt.ylim(C.min()*1.1,C.max()*1.1)plt.show()

这里写图片描述

6.设置记号

我们讨论正弦和余弦函数的时候，通常希望知道函数在 ±π和 ±π/2的值。这样看来，当前的设置就不那么理想了。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltplt.figure(figsize=(8,5), dpi=80)plt.subplot(111)X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256,endpoint=True)C,S = np.cos(X), np.sin(X)plt.plot(X, C, color="blue", linewidth=2.5, linestyle="-")plt.plot(X, S, color="red", linewidth=2.5, linestyle="-")plt.xlim(X.min()*1.1, X.max()*1.1)plt.xticks([-np.pi, -np.pi/2, 0, np.pi/2, np.pi])plt.ylim(C.min()*1.1,C.max()*1.1)plt.yticks([-1, 0, +1])plt.show()

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7.设置记号的标签

记号现在没问题了，不过标签却不大符合期望。我们可以把 3.142当做是π，但毕竟不够精确。当我们设置记号的时候，我们可以同时设置记号的标签。注意这里使用了 LaTeX。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltplt.figure(figsize=(8,5), dpi=80)plt.subplot(111)X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256,endpoint=True)C,S = np.cos(X), np.sin(X)plt.plot(X, C, color="blue", linewidth=2.5, linestyle="-")plt.plot(X, S, color="red", linewidth=2.5, linestyle="-")plt.xlim(X.min()*1.1, X.max()*1.1)plt.xticks([-np.pi, -np.pi/2, 0, np.pi/2, np.pi],       [r'$-\pi$', r'$-\pi/2$', r'$0$', r'$+\pi/2$', r'$+\pi$'])plt.ylim(C.min()*1.1,C.max()*1.1)plt.yticks([-1, 0, +1],       [r'$-1$', r'$0$', r'$+1$'])plt.show()

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8.移动脊柱

坐标轴线和上面的记号连在一起就形成了脊柱（Spines，一条线段上有一系列的凸起，是不是很像脊柱骨啊~），它记录了数据区域的范围。它们可以放在任意位置，不过至今为止，我们都把它放在图的四边。

实际上每幅图有四条脊柱（上下左右），为了将脊柱放在图的中间，我们必须将其中的两条（上和右）设置为无色，然后调整剩下的两条到合适的位置——数据空间的 0 点。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltplt.figure(figsize=(8,5), dpi=80)ax = plt.subplot(111)ax.spines['right'].set_color('none')ax.spines['top'].set_color('none')ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')ax.spines['bottom'].set_position(('data',0))ax.yaxis.set_ticks_position('left')ax.spines['left'].set_position(('data',0))X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256,endpoint=True)C,S = np.cos(X), np.sin(X)plt.plot(X, C, color="blue", linewidth=2.5, linestyle="-")plt.plot(X, S, color="red", linewidth=2.5, linestyle="-")plt.xlim(X.min()*1.1, X.max()*1.1)plt.xticks([-np.pi, -np.pi/2, 0, np.pi/2, np.pi],           [r'$-\pi$', r'$-\pi/2$', r'$0$', r'$+\pi/2$', r'$+\pi$'])plt.ylim(C.min()*1.1,C.max()*1.1)plt.yticks([-1, 0, +1],           [r'$-1$', r'$0$', r'$+1$'])plt.show()

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9.添加图例

我们在图的左上角添加一个图例。为此，我们只需要在 plot 函数里以「键 - 值」的形式增加一个参数。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltplt.figure(figsize=(8,5), dpi=80)ax = plt.subplot(111)ax.spines['right'].set_color('none')ax.spines['top'].set_color('none')ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')ax.spines['bottom'].set_position(('data',0))ax.yaxis.set_ticks_position('left')ax.spines['left'].set_position(('data',0))X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256,endpoint=True)C,S = np.cos(X), np.sin(X)plt.plot(X, C, color="blue", linewidth=2.5, linestyle="-", label="cosine")plt.plot(X, S, color="red", linewidth=2.5, linestyle="-", label="sine")plt.xlim(X.min()*1.1, X.max()*1.1)plt.xticks([-np.pi, -np.pi/2, 0, np.pi/2, np.pi],           [r'$-\pi$', r'$-\pi/2$', r'$0$', r'$+\pi/2$', r'$+\pi$'])plt.ylim(C.min()*1.1,C.max()*1.1)plt.yticks([-1, +1],           [r'$-1$', r'$+1$'])plt.legend(loc='upper left', frameon=False)# plt.savefig("../figures/exercice_8.png",dpi=72)plt.show()

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10.给一些特殊点做注释

我们希望在 2π/3的位置给两条函数曲线加上一个注释。首先，我们在对应的函数图像位置上画一个点；然后，向横轴引一条垂线，以虚线标记；最后，写上标签。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltplt.figure(figsize=(8,5), dpi=80)ax = plt.subplot(111)ax.spines['right'].set_color('none')ax.spines['top'].set_color('none')ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')ax.spines['bottom'].set_position(('data',0))ax.yaxis.set_ticks_position('left')ax.spines['left'].set_position(('data',0))X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256,endpoint=True)C,S = np.cos(X), np.sin(X)plt.plot(X, C, color="blue", linewidth=2.5, linestyle="-", label="cosine")plt.plot(X, S, color="red", linewidth=2.5, linestyle="-",  label="sine")plt.xlim(X.min()*1.1, X.max()*1.1)plt.xticks([-np.pi, -np.pi/2, 0, np.pi/2, np.pi],           [r'$-\pi$', r'$-\pi/2$', r'$0$', r'$+\pi/2$', r'$+\pi$'])plt.ylim(C.min()*1.1,C.max()*1.1)plt.yticks([-1, +1],           [r'$-1$', r'$+1$'])t = 2*np.pi/3plt.plot([t,t],[0,np.cos(t)],         color ='blue',  linewidth=1.5, linestyle="--")plt.scatter([t,],[np.cos(t),], 50, color ='blue')plt.annotate(r'$\sin(\frac{2\pi}{3})=\frac{\sqrt{3}}{2}$',             xy=(t, np.sin(t)),  xycoords='data',             xytext=(+10, +30), textcoords='offset points', fontsize=16,             arrowprops=dict(arrowstyle="->", connectionstyle="arc3,rad=.2"))plt.plot([t,t],[0,np.sin(t)],         color ='red',  linewidth=1.5, linestyle="--")plt.scatter([t,],[np.sin(t),], 50, color ='red')plt.annotate(r'$\cos(\frac{2\pi}{3})=-\frac{1}{2}$',             xy=(t, np.cos(t)),  xycoords='data',             xytext=(-90, -50), textcoords='offset points', fontsize=16,             arrowprops=dict(arrowstyle="->", connectionstyle="arc3,rad=.2"))plt.legend(loc='upper left', frameon=False)#plt.savefig("../figures/exercice_9.png",dpi=72)plt.show()

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11.精益求精

坐标轴上的记号标签被曲线挡住了，作为强迫症患者（雾）这是不能忍的。我们可以把它们放大，然后添加一个白色的半透明底色。这样可以保证标签和曲线同时可见。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltplt.figure(figsize=(8,5), dpi=80)ax = plt.subplot(111)ax.spines['right'].set_color('none')ax.spines['top'].set_color('none')ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')ax.spines['bottom'].set_position(('data',0))ax.yaxis.set_ticks_position('left')ax.spines['left'].set_position(('data',0))X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256,endpoint=True)C,S = np.cos(X), np.sin(X)plt.plot(X, C, color="blue", linewidth=2.5, linestyle="-", label="cosine")plt.plot(X, S, color="red", linewidth=2.5, linestyle="-",  label="sine")plt.xlim(X.min()*1.1, X.max()*1.1)plt.xticks([-np.pi, -np.pi/2, 0, np.pi/2, np.pi],           [r'$-\pi$', r'$-\pi/2$', r'$0$', r'$+\pi/2$', r'$+\pi$'])plt.ylim(C.min()*1.1,C.max()*1.1)plt.yticks([-1, +1],           [r'$-1$', r'$+1$'])plt.legend(loc='upper left', frameon=False)t = 2*np.pi/3plt.plot([t,t],[0,np.cos(t)],         color ='blue',  linewidth=1.5, linestyle="--")plt.scatter([t,],[np.cos(t),], 50, color ='blue')plt.annotate(r'$\sin(\frac{2\pi}{3})=\frac{\sqrt{3}}{2}$',             xy=(t, np.sin(t)),  xycoords='data',             xytext=(+10, +30), textcoords='offset points', fontsize=16,             arrowprops=dict(arrowstyle="->", connectionstyle="arc3,rad=.2"))plt.plot([t,t],[0,np.sin(t)],         color ='red',  linewidth=1.5, linestyle="--")plt.scatter([t,],[np.sin(t),], 50, color ='red')plt.annotate(r'$\cos(\frac{2\pi}{3})=-\frac{1}{2}$',             xy=(t, np.cos(t)),  xycoords='data',             xytext=(-90, -50), textcoords='offset points', fontsize=16,             arrowprops=dict(arrowstyle="->", connectionstyle="arc3,rad=.2"))for label in ax.get_xticklabels() + ax.get_yticklabels():    label.set_fontsize(16)    label.set_bbox(dict(facecolor='white', edgecolor='None', alpha=0.65 ))#plt.savefig("../figures/exercice_10.png",dpi=72)plt.show()

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4.图像、子图、坐标轴和记号

到目前为止，我们都用隐式的方法来绘制图像和坐标轴。快速绘图中，这是很方便的。我们也可以显式地控制图像、子图、坐标轴。Matplotlib 中的「图像」指的是用户界面看到的整个窗口内容。在图像里面有所谓「子图」。子图的位置是由坐标网格确定的，而「坐标轴」却不受此限制，可以放在图像的任意位置。我们已经隐式地使用过图像和子图：当我们调用 plot 函数的时候，matplotlib 调用 gca() 函数以及 gcf() 函数来获取当前的坐标轴和图像；如果无法获取图像，则会调用 figure() 函数来创建一个——严格地说，是用 subplot(1,1,1) 创建一个只有一个子图的图像。

1.图像

所谓「图像」就是 GUI 里以「Figure #」为标题的那些窗口。图像编号从 1 开始，与 MATLAB 的风格一致，而于 Python 从 0 开始编号的风格不同。以下参数是图像的属性：

参数默认值描述num1图像的数量figsizefigure.figsize图像的长和宽（英寸）dpifigure.dpi分辨率（点/英寸）facecolorfigure.facecolor绘图区域的背景颜色edgecolorfigure.edgecolor绘图区域边缘的颜色frameonTrue是否绘制图像边缘

这些默认值可以在源文件中指明。不过除了图像数量这个参数，其余的参数都很少修改。
你在图形界面中可以按下右上角的 X 来关闭窗口（OS X 系统是左上角）。Matplotlib 也提供了名为 close 的函数来关闭这个窗口。close 函数的具体行为取决于你提供的参数：
1.不传递参数：关闭当前窗口；
2.传递窗口编号或窗口实例（instance）作为参数：关闭指定的窗口；
3.all：关闭所有窗口。

和其他对象一样，你可以使用 setp 或者是 set_something 这样的方法来设置图像的属性。

2.子图

你可以用子图来将图样（plot）放在均匀的坐标网格中。用 subplot 函数的时候，你需要指明网格的行列数量，以及你希望将图样放在哪一个网格区域中。此外，gridspec 的功能更强大，你也可以选择它来实现这个功能。

from pylab import *subplot(2,1,1)xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'subplot(2,1,1)',ha='center',va='center',size=24,alpha=.5)subplot(2,1,2)xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'subplot(2,1,2)',ha='center',va='center',size=24,alpha=.5)# plt.savefig('../figures/subplot-horizontal.png', dpi=64)show()

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from pylab import *subplot(1,2,1)xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'subplot(1,2,1)',ha='center',va='center',size=24,alpha=.5)subplot(1,2,2)xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'subplot(1,2,2)',ha='center',va='center',size=24,alpha=.5)# plt.savefig('../figures/subplot-vertical.png', dpi=64)show()

这里写图片描述

from pylab import *subplot(2,2,1)xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'subplot(2,2,1)',ha='center',va='center',size=20,alpha=.5)subplot(2,2,2)xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'subplot(2,2,2)',ha='center',va='center',size=20,alpha=.5)subplot(2,2,3)xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'subplot(2,2,3)',ha='center',va='center',size=20,alpha=.5)subplot(2,2,4)xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'subplot(2,2,4)',ha='center',va='center',size=20,alpha=.5)# savefig('../figures/subplot-grid.png', dpi=64)show()

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from pylab import *import matplotlib.gridspec as gridspecG = gridspec.GridSpec(3, 3)axes_1 = subplot(G[0, :])xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'Axes 1',ha='center',va='center',size=24,alpha=.5)axes_2 = subplot(G[1,:-1])xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'Axes 2',ha='center',va='center',size=24,alpha=.5)axes_3 = subplot(G[1:, -1])xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'Axes 3',ha='center',va='center',size=24,alpha=.5)axes_4 = subplot(G[-1,0])xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'Axes 4',ha='center',va='center',size=24,alpha=.5)axes_5 = subplot(G[-1,-2])xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'Axes 5',ha='center',va='center',size=24,alpha=.5)#plt.savefig('../figures/gridspec.png', dpi=64)show()

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3.坐标轴

坐标轴和子图功能类似，不过它可以放在图像的任意位置。因此，如果你希望在一副图中绘制一个小图，就可以用这个功能。

from pylab import *axes([0.1,0.1,.8,.8])xticks([]), yticks([])text(0.6,0.6, 'axes([0.1,0.1,.8,.8])',ha='center',va='center',size=20,alpha=.5)axes([0.2,0.2,.3,.3])xticks([]), yticks([])text(0.5,0.5, 'axes([0.2,0.2,.3,.3])',ha='center',va='center',size=16,alpha=.5)#plt.savefig("../figures/axes.png",dpi=64)show()

这里写图片描述

from pylab import *axes([0.1,0.1,.5,.5])xticks([]), yticks([])text(0.1,0.1, 'axes([0.1,0.1,.8,.8])',ha='left',va='center',size=16,alpha=.5)axes([0.2,0.2,.5,.5])xticks([]), yticks([])text(0.1,0.1, 'axes([0.2,0.2,.5,.5])',ha='left',va='center',size=16,alpha=.5)axes([0.3,0.3,.5,.5])xticks([]), yticks([])text(0.1,0.1, 'axes([0.3,0.3,.5,.5])',ha='left',va='center',size=16,alpha=.5)axes([0.4,0.4,.5,.5])xticks([]), yticks([])text(0.1,0.1, 'axes([0.4,0.4,.5,.5])',ha='left',va='center',size=16,alpha=.5)# plt.savefig("../figures/axes-2.png",dpi=64)show()

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4.记号

良好的记号是图像的重要组成部分。Matplotlib 里的记号系统里的各个细节都是可以由用户个性化配置的。你可以用 Tick Locators 来指定在那些位置放置记号，用 Tick Formatters 来调整记号的样式。主要和次要的记号可以以不同的方式呈现。默认情况下，每一个次要的记号都是隐藏的，也就是说，默认情况下的次要记号列表是空的——NullLocator。

下面有为不同需求设计的一些 Locators。

类型说明NullLocator

No ticks.

IndexLocator

Place a tick on every multiple of some base number of points plotted.

FixedLocator

Tick locations are fixed.

LinearLocator

Determine the tick locations.

MultipleLocator

Set a tick on every integer that is multiple of some base.

AutoLocator

Select no more than n intervals at nice locations.

LogLocator

Determine the tick locations for log axes.

这些 Locators 都是 matplotlib.ticker.Locator 的子类，你可以据此定义自己的 Locator。以日期为 ticks 特别复杂，因此 Matplotlib 提供了 matplotlib.dates 来实现这一功能。

5.其他类型的图

接下来的内容是练习。请运用你学到的知识，从提供的代码开始，实现配图所示的效果。具体的答案可以点击配图下载。

1.普通图

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltn = 256X = np.linspace(-np.pi,np.pi,n,endpoint=True)Y = np.sin(2*X)plt.axes([0.025,0.025,0.95,0.95])plt.plot (X, Y+1, color='blue', alpha=1.00)plt.fill_between(X, 1, Y+1, color='blue', alpha=.25)plt.plot (X, Y-1, color='blue', alpha=1.00)plt.fill_between(X, -1, Y-1, (Y-1) > -1, color='blue', alpha=.25)plt.fill_between(X, -1, Y-1, (Y-1) < -1, color='red',  alpha=.25)plt.xlim(-np.pi,np.pi), plt.xticks([])plt.ylim(-2.5,2.5), plt.yticks([])# savefig('../figures/plot_ex.png',dpi=48)plt.show()

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2.散点图

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltn = 1024X = np.random.normal(0,1,n)Y = np.random.normal(0,1,n)T = np.arctan2(Y,X)plt.axes([0.025,0.025,0.95,0.95])plt.scatter(X,Y, s=75, c=T, alpha=.5)plt.xlim(-1.5,1.5), plt.xticks([])plt.ylim(-1.5,1.5), plt.yticks([])# savefig('../figures/scatter_ex.png',dpi=48)plt.show()

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3.条形图

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltn = 12X = np.arange(n)Y1 = (1-X/float(n)) * np.random.uniform(0.5,1.0,n)Y2 = (1-X/float(n)) * np.random.uniform(0.5,1.0,n)plt.axes([0.025,0.025,0.95,0.95])plt.bar(X, +Y1, facecolor='#9999ff', edgecolor='white')plt.bar(X, -Y2, facecolor='#ff9999', edgecolor='white')for x,y in zip(X,Y1):    plt.text(x+0.4, y+0.05, '%.2f' % y, ha='center', va= 'bottom')for x,y in zip(X,Y2):    plt.text(x+0.4, -y-0.05, '%.2f' % y, ha='center', va= 'top')plt.xlim(-.5,n), plt.xticks([])plt.ylim(-1.25,+1.25), plt.yticks([])# savefig('../figures/bar_ex.png', dpi=48)plt.show()

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4.等高线图

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltdef f(x,y):    return (1-x/2+x**5+y**3)*np.exp(-x**2-y**2)n = 256x = np.linspace(-3,3,n)y = np.linspace(-3,3,n)X,Y = np.meshgrid(x,y)plt.axes([0.025,0.025,0.95,0.95])plt.contourf(X, Y, f(X,Y), 8, alpha=.75, cmap=plt.cm.hot)C = plt.contour(X, Y, f(X,Y), 8, colors='black', linewidth=.5)plt.clabel(C, inline=1, fontsize=10)plt.xticks([]), plt.yticks([])# savefig('../figures/contour_ex.png',dpi=48)plt.show()

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5.灰度图（Imshow）

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltdef f(x,y):    return (1-x/2+x**5+y**3)*np.exp(-x**2-y**2)n = 10x = np.linspace(-3,3,3.5*n)y = np.linspace(-3,3,3.0*n)X,Y = np.meshgrid(x,y)Z = f(X,Y)plt.axes([0.025,0.025,0.95,0.95])plt.imshow(Z,interpolation='nearest', cmap='bone', origin='lower')plt.colorbar(shrink=.92)plt.xticks([]), plt.yticks([])# savefig('../figures/imshow_ex.png', dpi=48)plt.show()

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6.饼状图

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltn = 20Z = np.ones(n)Z[-1] *= 2plt.axes([0.025,0.025,0.95,0.95])plt.pie(Z, explode=Z*.05, colors = ['%f' % (i/float(n)) for i in range(n)])plt.gca().set_aspect('equal')plt.xticks([]), plt.yticks([])# savefig('../figures/pie_ex.png',dpi=48)plt.show()

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7.量场图（Quiver Plots）

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltn = 8X,Y = np.mgrid[0:n,0:n]T = np.arctan2(Y-n/2.0, X-n/2.0)R = 10+np.sqrt((Y-n/2.0)**2+(X-n/2.0)**2)U,V = R*np.cos(T), R*np.sin(T)plt.axes([0.025,0.025,0.95,0.95])plt.quiver(X,Y,U,V,R, alpha=.5)plt.quiver(X,Y,U,V, edgecolor='k', facecolor='None', linewidth=.5)plt.xlim(-1,n), plt.xticks([])plt.ylim(-1,n), plt.yticks([])# savefig('../figures/quiver_ex.png',dpi=48)plt.show()

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8.网格

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltax = plt.axes([0.025,0.025,0.95,0.95])ax.set_xlim(0,4)ax.set_ylim(0,3)ax.xaxis.set_major_locator(plt.MultipleLocator(1.0))ax.xaxis.set_minor_locator(plt.MultipleLocator(0.1))ax.yaxis.set_major_locator(plt.MultipleLocator(1.0))ax.yaxis.set_minor_locator(plt.MultipleLocator(0.1))ax.grid(which='major', axis='x', linewidth=0.75, linestyle='-', color='0.75')ax.grid(which='minor', axis='x', linewidth=0.25, linestyle='-', color='0.75')ax.grid(which='major', axis='y', linewidth=0.75, linestyle='-', color='0.75')ax.grid(which='minor', axis='y', linewidth=0.25, linestyle='-', color='0.75')ax.set_xticklabels([])ax.set_yticklabels([])# savefig('../figures/grid_ex.png',dpi=48)plt.show()

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9.多重网格

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltfig = plt.figure()fig.subplots_adjust(bottom=0.025, left=0.025, top = 0.975, right=0.975)plt.subplot(2,1,1)plt.xticks([]), plt.yticks([])plt.subplot(2,3,4)plt.xticks([]), plt.yticks([])plt.subplot(2,3,5)plt.xticks([]), plt.yticks([])plt.subplot(2,3,6)plt.xticks([]), plt.yticks([])# plt.savefig('../figures/multiplot_ex.png',dpi=48)plt.show()

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10.极轴图

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltax = plt.axes([0.025,0.025,0.95,0.95], polar=True)N = 20theta = np.arange(0.0, 2*np.pi, 2*np.pi/N)radii = 10*np.random.rand(N)width = np.pi/4*np.random.rand(N)bars = plt.bar(theta, radii, width=width, bottom=0.0)for r,bar in zip(radii, bars):    bar.set_facecolor( plt.cm.jet(r/10.))    bar.set_alpha(0.5)ax.set_xticklabels([])ax.set_yticklabels([])# savefig('../figures/polar_ex.png',dpi=48)plt.show()

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11.3D 图

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltfrom mpl_toolkits.mplot3d import Axes3Dfig = plt.figure()ax = Axes3D(fig)X = np.arange(-4, 4, 0.25)Y = np.arange(-4, 4, 0.25)X, Y = np.meshgrid(X, Y)R = np.sqrt(X**2 + Y**2)Z = np.sin(R)ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1, cmap=plt.cm.hot)ax.contourf(X, Y, Z, zdir='z', offset=-2, cmap=plt.cm.hot)ax.set_zlim(-2,2)# savefig('../figures/plot3d_ex.png',dpi=48)plt.show()