一图入门Matplotlib绘图

Matplotlib是Python里可视化的基础包，可以很方便地绘制二维，三维的图表，作图风格接近MATLAB，所以称为matplotlib。使用简单的语句就能绘制漂亮的图形。本篇我们来学习matplotlib图表的组成元素。常用的一些绘图组件和概念已经展示在了文章开始的图中。使用简单的API就可以将该图绘制出来。结合图形，我们先解释一些概念和基础API，最后使用完整的代码绘制这幅图。后台回复“绘图”获取本文完整代码。

基础概念

如图形所示，我们对matplotlib操作时，是从Figure开始的，通常称为画布，类似于现实中绘图时的画板。在画板上，我们可以绘制一幅和多幅图形，这些图形就是axes。所有的图形元素，如坐标轴，刻度线，标签，线条，标记等都是在图形实例之上的。在只有一个axes实例时，我们可以使用matplotlib.pyplot来操作这些图形元素，“组成”一幅完整的图。

常见图表元素的使用方法

在绘图之前，我们需要导入相应的包：pyplot用于操作图表元素，numpy用于生成绘图需要的基础数据。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

对于图表元素的使用，基本都是通过调用plt的函数来完成，调用时设置相应的参数就能产生不同的效果。常见的一些函数总结如下：

下面来看一个简单的示例，代码和效果如下面所示：

在这个例子中，上面列出的函数几乎都用到了。y是x的正弦函数，上面代码的效果分别为：绘制了一个y与x的线型关系，在最高点添加了带箭头的注释，在线条旁边添加了不带箭头的注释，绘制了水平虚线，标注了x轴标签，y轴标签，设置了横坐标的范围，最后添加了标题和图例。

绘制文章开头的图

接下来我们进一步使用上面的函数，绘制文章开头的图形。图中增加了spine，ticklabel，tickline等元素，并主要通过指向型和无指向型注释，对各个元素进行了说明，不仅便于理解和查阅，学习下面的代码也能进一步加深对matplotlib的理解。代码和注释如下：

运行上面的代码就可以绘制出这张图了。需要注意：annotate进行注释只能在axes内部，而text()函数可以在“任意”地方写注释。