Python电子教案9-1-科学计算和可视化.pptVIP

要点 使用matplotlib.pyplot 子库绘制科学坐标图并适当标注。 要点 matplotlib 是提供数据绘图功能的第三方库，其pyplot 子库主要用于实现各种数据展示图形的绘制。 matplotlib.pyplot 库概述 matplotlib.pyplot 是matplotlib 的子库，引用方式如下： import matplotlib.pyplot as plt 上述语句与import matplotlib.pyplot 一致，as 保留字与import 一起使用能够改变后续代码中库的命名空间，有助于提高代码可读性。简单说，在后续程序中，plt 将代替matplotlib.pyplot。 matplotlib.pyplot 库概述 为了正确显示中文字体，请用以下代码更改默认设置,其中SimHei表示黑体字。 matplotlib.pyplot 库概述 matplotlib 库由一系列有组织有隶属关系的对象构成，这对于基础绘图操作来说显得过于复杂。因此，matplotlib 提供了一套快捷命令式的绘图接口函数，即pyplot 子模块。pyplot 将绘图所需要的对象构建过程封装在函数中，对用户提供了更加友好的接口。pyplot 模块提供一批预定义的绘图函数，大多数函数可以从函数名辨别它的功能。 拓展：字体 字体是计算机显示字符的方式，均由人工设计，并采用字体库方式部署在计算机中。西文和中文字体都有很多种类，下表给出最常用的10 种中文字体及其英文表示，这些字体的英文表示在程序设计中十分常用，但需要注意，部分字体无法在matplotlib 库中使用。 拓展：字体 matplotlib.pyplot 库解析 plt 子库提供了一批操作和绘图函数，每个函数代表对图像进行的一个操作，比如创建绘图区域、添加标注或者修改坐标轴等。 这些函数采用plt.b()形式调用，其中b是具体函数名称。 plt 库的绘图区域函数 plt 库的绘图区域函数 使用figure()函数创建一个全局绘图区域，并且使它成为当前的绘图对象，figsize参数可以指定绘图区域的宽度和高度，单位为英寸。鉴于figure()函数参数较多，这里采用指定参数名称的方式输入参数。 plt.figure(figsize=(8,4)) plt 库的绘图区域函数 subplot()都用于在全局绘图区域内创建子绘图区域，其参数表示将全局绘图区域分成nrows 行和ncols 列，并根据先行后列的计数方式在plot_number 位置生成一个坐标系，实例代码如下，三个参数关系如图10.3 所示。其中，全局绘图区域被风割成3x2 的网格，其中，在第4 个位置绘制了一个坐标系。 plt 库的绘图区域函数 plt 库的绘图区域函数 axes()默认创建一个subplot(111)坐标系，参数rec = [left,bottom,width,height]中四个变量的范围都为[0,1]，表示坐标系与全局绘图区域的关系；axisbg 指背景色，默认为white。 plt 库的读取和显示函数 plt 子库提供了一组读取和显示相关函数，用于在绘图区域中增加显示内容及读入数据，如下表所示，这些函数需要与其他函数搭配使用。 plt 库的读取和显示函数 plt 库的基础图表函数 plt 库的基础图表函数 plt 库的基础图表函数 plt 库的基础图表函数 plot()函数是用于绘制直线的最基础函数，调用方式很灵活，x 和y 可以是numpy计算出的数组，并用关键字参数指定各种属性。其中，label 表示设置标签并在图例(legend)中显示，color 表示曲线的颜色，linewidth 表示曲线的宽度。在字符串前后添加$符号，matplotlib 会使用其内置的latex 引擎绘制的数学公式。 微实例10.1 绘制基本的三角函数 微实例10.1 绘制基本的三角函数 plt 库的坐标轴 plt 库有两个坐标体系；图像坐标和数据坐标。图像坐标将图像所在区域左下角视为原点，将x 方向和y 方向长度设定为1。整体绘图区域有一个图像坐标，每个axes()和subplot()函数产生的子图也有属于自己的图像坐标。axes()函数参数rect 指当前产生的子区域相对于整个绘图区域的图像坐标。数据坐标以当前绘图区域的坐标轴为参考，显示每个数据点的相对位置，这与坐标系里面标记数据点一直。 plt 库的坐标轴设置函数 plt 库的坐标轴设置函数 plt 库的标签设置函数 plt 库的标签设置函数 微实例10.2 带标签的坐标系 微实例10.2 带标签的坐标系 plt 库的区域填充函数 plt 库提供了3 个区域填充函数，对绘图区域填充颜色 微实例10.3 带局部阴影的坐标系 微实例10.3 带局部阴影的