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Matplotlib中的plt和ax都是啥?

Matplotlib中的plt和ax都是啥?

作者: Python读财 | 来源:发表于2020-04-28 21:03 被阅读0次

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    Pandas教程写的差不多了,来写一写与数据可视化相关的Matplotlib系列教程吧。读过Pandas系列文章的读者应该都知道,我写文章更多的会融入我对这个东西的理解,Matplotlib系列也是如此。这个系列会涉及Matplotlib的一些简单的概念、绘图原理、常见图形的绘制以及一些高阶的绘图技巧。学完之后,期待达到的效果是可以用Matplotlib画出这样的图形。

    image

    这篇文章先介绍一下Matplotlib的一些简单基本概念和绘图原理,直入正题~

    不知道有多少同学和我一样,在刚接触Matplotlib时,会被书上的pltax以及subplots等各种概念所迷惑,心里存在无数个问号,这些究竟是啥?画出来的图不是一样的吗?他们有啥区别?下面就一步步来解答这些迷惑。

    概念引入

    首先,我们应该要了解一张用Matplotlib画出来的图的具体构造,引用一张官方的图:

    image.png

    我们先主要看图里面红色框的Figure和蓝色框的Axes,如何理解这两个东西呢?

    如果将Matplotlib绘图和我们平常画画相类比,可以把Figure想象成一张纸(一般被称之为画布),Axes代表的则是纸中的一片区域(当然可以有多个区域,这是后续要说到的subplots),上一张更形象一点的图。

    5.png

    Figure画布中,Axes1区域画了一张数据仪表盘,Axes2区域画了柱状图,Axes3区域绘制了一张地图,相信还是挺好理解的。

    两种绘图方式区别

    对着两个概念有基本的了解后,就可以来看看plt.plot()ax.plot()有何区别了,下面列出了两种用Matplotlib绘制图表的方式。

    • plt
    # 第一种方式
    plt.figure()
    plt.plot([1,2,3],[4,5,6])
    plt.show()
    
    • ax
    # 第二种方式
    fig,ax = plt.subplots()
    ax.plot([1,2,3],[4,5,6])
    plt.show()
    

    绘图效果如下

    1.png

    可以看到,不论是用plt.plot()还是ax.plot(),结果都是一样的

    那区别在哪里?

    从第一种方式的代码来看,先生成了一个Figure画布,然后在这个画布上隐式生成一个画图区域进行画图

    第二种方式同时生成了Figureaxes两个对象,然后用ax对象在其区域内进行绘图

    如果从面向对象编程(对理解Matplotlib绘图很重要)的角度来看,显然第二种方式更加易于解释,生成的figax分别对画布Figure和绘图区域Axes进行控制,第一种方式反而显得不是很直观,如果涉及到子图零部件的设置,用第一种绘图方式会很难受。

    在实际绘图时,也更推荐使用第二种方式。

    subplot的绘制

    下面通过介绍subplots加深对第二种绘图方式的理解

    假如现在我要在一张纸上左边画一个折线图,右边画一个散点图,该如何画呢?

    首先要有一个画布Figure,其次,需要有两个区域Axes(等价于两个子图subplot)来画图

    # 生成画布和axes对象
    # nrows=1和ncols=2分别代表1行和两列
    fig,ax = plt.subplots(nrows=1,ncols=2)
    

    因为这里有两个画图区域,所以ax对应的是一个列表,存储了两个Axes对象。

    2.png

    然后分别控制左边和右边的绘图区域进行绘图

    fig,ax = plt.subplots(nrows=1,ncols=2)
    ax[0].plot([1,2,3],[4,5,6])
    ax[1].scatter([1,2,3],[4,5,6])
    
    4.png

    其实到这里了也会发现,一个Axes对象对应了一个subplot子图,这些个子图都是画在同一个画布Figure之上。

    读到这里可能已经对Matplotlib绘图有点感觉了,下一篇系列文章会接着介绍Matplotlib常见组件的设置。

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