Python：matplotlib.pyplot

翻译总结自：matplotlib.pyplot — Matplotlib 3.4.3 documentation

函数	说明
acorr	x的自相关性图
angle_spectrum	角度谱
annotate	在指定位置处添加文本标注
arrow	画一个箭头
autoscale	坐标轴范围调整（自适应）
axes	加一个子图（跟subplot差不多）
axhline	在指定位置增加一个水平线
axhspan	在指定位置增加一个水平矩形区域
axis	返回关于坐标轴的一些信息（xmin,xmax,ymin,ymax）
axline	加一条无限长的直线
axvline	在指定位置增加一个垂线
axvspan	在指定位置增加一个垂直矩形区域
bar	柱状图
barbs	barbs图（各种倒勾符号）
barh	水平柱状图
boxplot	箱型图
broken_barh	断续绘制水平矩形框
cla	清空当前坐标轴
clabel	等高线图每条线上的标签
clf	清空整个图形
clim	设置颜色限制
close	关闭当前绘图窗口
cohere	绘制x、y的相关性图
colorbar	添加颜色表
contour、contourf	等高线图
csd	互谱密度图
delaxes	从当前图像中删除一个轴
draw	重新绘制当前图像
errorbar	误差棒图，绘制y轴方向或者是x轴方向的误差范围
eventplot	绘制一系列的平行线
figimage	为画布添加图片（添加图片背景）
figlegend	生成图例
figtext	向图中加一个文本文字
figure	额外生成一个画布
fill	以填充的形式绘制多边形
fill_between	填充两个水平曲线间的区域
fill_betweenx	填充两个垂直曲线间的区域
gca	获取当前的轴
grid	设置网格线
hexbin	绘制二维hexagonal bin
hist	直方图
hist2d	二维直方图
hlines	在每个y处都绘制一个从xmin到xmax的水平线
imread	读取一个图像文件并保存为array
imsave	保存一个array为图像文件
imshow	将数据展示为图像
legend	显示图例
loglog	双对数坐标下绘图
magnitude-spectrum	幅度谱
margins	边界线
matshow	把一个数组或者矩阵绘制成图像
minorticks_off	移除坐标轴上显示的最小值
minorticks_on	显示坐标轴上的最小值
pause	暂停若干秒后继续运行
pcolor	二维网格图，每个矩形都填充有颜色
pcolormesh	同pcolor，但官方推荐用
phase_spectrum	相谱图
pie	饼状图
plot	折线图
plot_date	绘制带日期的数据
polar	极坐标
psd	功率谱密度图
quiver	风速箭头图（风羽图）
quiverkey	给quiver图加Key
rc	通过rc配置修改图形的各种默认属性，包括窗体大小、每英寸的点数、线条宽度、颜色、样式……
rc_context	返回暂时修改的rc设置的文本
rcdefaults	重设rc设置为默认的设置
rgrids	极坐标坐标系下网格的设置
savefig	保存当前图像
sca	选择某个子图
scatter	散点图
sci	设置当前图像
semilogx	用对数坐标绘制x轴，绘图
semilogy	用对数坐标绘制y轴，绘图
set_cmap	设置并应用默认色表
setp	设置绘图对象的各种属性
show	显示所有打开的图像
specgram	语谱图
spy	稀疏度

stackplot	堆叠/堆栈 图
stem	茎叶图
step	阶梯图（区别于折线图）
streamplot	流线图
subplot	在指定位置创造一小块画布
subplot2grid	在指定位置创造一小块画布，画布的边界线标记在坐标轴上
subplpot_toll	创建一个与分块相关的工具窗口
subplots	创造一个画布具有一系列的分布
subplots_adjust	子画布布局参数调整
suptitle	设置总标题
switch_backend	关闭所有开着的画布，并设置Matplotlib的后端
table	往图中加表
tricontour、tricontourf	三角网等高线图
tripcolor	假彩色三角网等高线图
triplot	绘制三角网
twinx	两幅图用同一个x轴绘制
twiny	两幅图用同一个y轴绘制
violinplot	小提琴图
vlines	在每个指定的x处绘制垂线
xcorr	x-y的互相关性图
xlabel、ylabel	x、y轴的名字
xlim、ylim	x、y轴的范围
xscale、yscale	x、y轴值的基（对数、布尔……）
xtick、ytick	x、y轴坐标刻度的相关信息

fig = plt.figure()  # an empty figure with no Axes
fig, ax = plt.subplots()  # a figure with a single Axes
fig, axs = plt.subplots(2, 2)  # a figure with a 2x2 grid of Axes

创建画布的方式，plt.figure()、plt.subplots( m , n )

区别在于前者只是单纯创造一个画布，没有子画布；后者则是在一个画布上分区，分区后就形成了子画布。

就像上文所写：

fig, axs = plt.subplots(2, 2)  # a figure with a 2x2 grid of Axes

这里的fig是总画布，axs是子画布构成的ndarray，通过axs[i][j]就可以访问到具体的画布，再通过axs[i][j].func()就能实现在这些子画布上操作的目的。（这里的func就是本章所写的那些函数，比如，axs[1][1].axhline(...)就可以在第(1,1)幅图上绘制水平线）。

1）savefig：保存当前fig和上面的图形

用法

plt.savefig(
    fname, dpi=None, facecolor='w', edgecolor='w',
    orientation='portrait', papertype=None, format=None,
    transparent=False, bbox_inches=None, pad_inches=0.1,
    frameon=None, metadata=None
)

参数

参数	类型	默认值	说明
fname	str		输出文件名
dpi	float或'figure'	'figure'	分辨率
facecolor	color或'auto'	'auto'	主色
edgecolor	color或'auto'	'auto'	边缘色
orientation	'landscape'、'portrait'	'portrait'
papertype	str	None
format	str	None	文件格式，如果fname指定了后缀则该项不起作用
transparent	bool	False
bbox_inches	str或Bbox	None	给出一个区域，只保存指定区域中的图形
pad_inches	float	0.1
frameon

2）axhline、axvline：绘制水平线和垂线

用法

plt.axhline(y=0,xmin=0,xmax=1,**kwargs)
plt.axvline(x=0,ymin=0,ymax=1,**kwargs)

参数

第一个参数是指绘制线的位置

第二三个参数是指绘制线的范围（需要注意的是这里的0和1并不是数值0和1，而是比例0和1，即0——底部，1——顶部）

**kwargs：与线的样式相关的一系列参数

说明

如果第一个参数是整数，那么它指代的是索引而非实际值。

比如：

plt.axvline(x=4)

就是在第5个x值（索引为4）处绘制垂线。

3）contour、contourf

contour：等高线

contourf：填充等高线（在等高线间填充不同颜色）

用法

plt.contourf( [X,Y,] Z, [levels], **kwargs )
plt.contour( [X,Y,] Z, [levels], **kwargs )

这两个方法的参数相同

参数

参数	类型	默认值	说明
X,Y	array（升序排列）		Z值的横纵坐标。 X、Y的尺寸（两种）：①和Z轴尺寸相同的2维数组（1维数组可以通过numpy.meshgrid构造成2维）；②1维数组，但是len(X)和Z轴的列数相同，len(Y)和Z轴的行数相等。 如果没有给出这个参数，会默认设置X、Y为从0~M-1和0~N-1的索引值，即X=range(M)、Y=range(N)
Z	大小为(M,N)的array		绘制等高线时的高度值
levels	int或array		决定了(等高线/区域)的数量和位置。 如果是int n，将会自动在vmin和vmax之间生成不超过n+1条'nice'等级的等高线； 如果是array，将会在特定的等级处绘制等高线。array中的值必须是递增的。
corner_mask	bool	True	是否启用角落蒙版(只有当Z轴是masked array时才起作用)。
colors	color string或 color序列(List、array...)		各个Level的颜色（如果是contour就是等高线的颜色，如果是contourf就是区域颜色）。 如果颜色数少于Level数，会循环使用其中的颜色。 如果Color List中只有一个颜色，那么可以用Color String来代替（比如用'red'而不是['red']），这样所有Level都会用这个颜色绘制。 默认情况下（colors=None），将用参数cmap指定的色表
alpha	float	1	透明度（0：透明，1：不透明）
cmap	str或Colormap	rcParams["image.cmap"]或 'viridis'	一个Colormap实例或者注册过的色表名。色表中有level和color间的映射。 如果colors和cmap都给出了，将会报错。
norm	Normalize		如果使用了色表，这个Normalize实例将把Level值缩放到用于映射颜色的规范色表范围[0,1]。 如果没有设置这个参数，将会使用默认线性数值。
vmin,vmax	float		如果非None，那么这两个值的其中一个或者全部会被提供给到Normalize实例，用于覆盖参数levels指明的默认颜色值
origin	{None, 'upper', 'lower', 'image'}	None	用于指明Z[0,0]的位置，这个参数只有在X、Y没有给出时才有用： None：Z[0,0]在X=0、Y=0处（左下角） lower：Z[0,0]在X=0.5、Y=0.5处（左下角） upper：Z[0,0]在X=N+0.5、Y=0.5处（左上角） image：使用rcParams["image.origin"]的值，默认'upper'
extent	(x0,x1,y0,y1)		如果origin非None，那么extent将应用于imshow中：它给出了外部边界。
locator	ticker.Locator subclass	MaxNLocator	如果没有直接给出levels，俺么该参数将用于确定levels
extend	{'neither', 'both', 'min', 'max'}	'neither'	用于确定超过了levels范围的颜色。 neither：超过levels范围的颜色将不被染色； min、max、both：低于、高于、低于或高于levels范围的区域将被绘制。 低于min(levels)和高于max(levels)的值将会映射到Colormap中的低/高值。不过大多数Colormap没有专门的这种低/高值，所以会被映射到Colormap中的边缘值。我们也可以用Colormap.set_under与Colormap.set_over来直接设置这些值。
xunits,yunits	registered units		用一个matplotlib.units.ConversionInterface实例指定x、y轴单元
antialiased	bool	True	抗锯齿
nchunk	int且>=0		区域细分
linewidths	float或array	1.5	只应用于contour，线的宽度
linestyles	{None, 'solid', 'dashed', 'dashdot', 'dotted'}		只应用于contour，线的样式
hatches	list[str]		只应用于contourf

注意

X、Y必须按照升序排列，否则可能会导致绘图异常，这要求我们在用meshgrid构造网格时，传入的x、y必须是升序排列的。

如果要为等值线添加上数字数值，可以用clabel函数（见4），如果想显示出各颜色代表的数值，可以用colorbar函数（见5）

4）clabel

说明

给等值线或者等值线填充区域添加数值

用法

matplotlib.pyplot.clabel(CS, levels=None, *, fontsize=None, inline=True, inline_spacing=5, 
　　　　　　　　　　　　　　fmt=None, colors=None, use_clabeltext=False, manual=False, 
　　　　　　　　　　　　　　rightside_up=True, zorder=None)

参数

参数	类型	默认值	说明
cs	contour或contourf		用于添加数字的contour或contourf，用法： contour = plt.contour(...) plt.clabel(contour,...) 或 contourf = plt.contourf(...) contourf.clabel(...)
levels	array	None	用于添加数值的一系列等值线或区域。 如果该项没给出，那么在构建等值线时的所有level都会被标注
fontsize	str、float	10.0 或rcParams["font.size"]	字体大小
inline	bool	True	把字放到等高线时，字上的等高线是否消除
inline_spacing	float	5	字离另外的等高线的间距
fmt
colors	color或colors或None	None	Label的颜色
use_clabeltext	bool	False	是否使用ClabelText（默认是Text）实例用于构造label
manual	bool	True	是否允许用鼠标拖动等值线数值
rightside_up	bool	True	是否旋转
zorder	float或None	(2 + contour.get_zorder())

5）colorbar

说明

给一幅plot加上颜色柱

用法

matplotlib.pyplot.colorbar(mappable=None, cax=None, ax=None, 
　　　　　　　　　　　　　　　　user_gridspec=False)

参数

参数	类型	默认值	说明
mappable	matplotlib.cm.ScalarMappable （常用的有AxesImage和ContourSet）		往哪副图上添加colorbar。 该参数是Figure.colorbar的替代品，不过Figure.colorbar在使用时不用指定给哪副图添加颜色柱，默认是给当前图。
cax	Axes		这三个参数的用法我还没有搞懂，应该是与需要绘制colorbar的子图有关。 一般情况下只用第一个参数即可。
ax	Axes
use_gridspec	bool