如何在Python中利用matplotlib.pyplot畫出函數(shù)圖詳解

更新時間：2022年08月02日 10:39:10 作者：一見如故的我

通過圖像可以直觀地學習函數(shù)變化、分布等規(guī)律,在學習函數(shù)、概率分布等方面效果顯著,下面這篇文章主要給大家介紹了關于如何在Python中利用matplotlib.pyplot畫出函數(shù)圖的相關資料,需要的朋友可以參考下

0、引言

為了讓用戶能夠使用python時，方便地繪制 2D 圖表，PYTHON的模塊中提供Matplotlib模塊中所含的子庫pyplot，提供了和 MATLAB 類似的繪圖功能。Pyplot 包含一系列繪圖函數(shù)的相關函數(shù)，每個函數(shù)會對當前的圖像進行一些修改。本文通過繪制三角函數(shù)cos()來對其中一些重要函數(shù)進行講解。

1、繪圖

（1）導入所需庫

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 用于顯示中文字符
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

（2）設置函數(shù)

t = np.arange(0, 12, 0.01)
s = np.cos(2 * np.pi * t)

（3）plt.figure()

figure()函數(shù)用于展開和設置畫布相關參數(shù)，figure(num, figsize)，num設置為數(shù)字時為畫布編號，字符串時為畫布名；figsize用于設置畫布大小（長，寬）。兩者不是必須設置的，如果沒有，會自動生成合適的結果。還有其他一些參數(shù)可以設置，但不常用，就不介紹了，想了解的自行搜索相關內容。

plt.figure(num=1, figsize=(10, 10))

（4）plt.plot（），plt.axhline（），plt.axvline（），plt.axhspan()，plt.axvspan()

plot（）用于繪制點和線

plt.plot(x, y, format_string, **kwargs)，其中：

x:X軸數(shù)據(jù)，列表或數(shù)組，可選
y:Y軸數(shù)據(jù)，列表或數(shù)組
format_string:控制曲線的格式字符串，可選。包括線條的顏色，樣式，寬度等
**kwargs:第二組或更多(x,y,format_string)，可畫多條曲線

plt.plot(t, s, color='red', ls='-', label='sinx')

plt.axhline（），plt.axvline（）分別用于繪制平行于x軸和y軸的直線，參數(shù)設置和plt.plot（）相似。

# 畫y=o的直線,平行于x軸；
plt.axhline(y=0, color='green', lw=2, label='分割線')
# 畫x=4的直線，平行于y軸；
plt.axvline(x=0, color='b', lw=2, label='分割線2')

plt.axhspan()，plt.axvspan()用于繪制垂直于y軸和x軸的參考區(qū)域

# 繪制垂直于x軸的參考區(qū)域
plt.axhspan(ymin=0, ymax=.1, facecolor='r', alpha=0.2)
plt.axvspan(xmin=0, xmax=1, facecolor='r', alpha=0.2)

（5）設置 x，y 軸的數(shù)值范圍

plt.axis([xmin, xmax, ymin, ymax])和plt.xlim(xmin, xmax)，plt.ylim(ymin, ymax)功能相同，用于設置坐標軸范圍；plt.xticks(list(range(xmin, xmax, 刻度間距)))，plt.yticks(list(range((ymin, ymax, 刻度間距)))能更加精確地設置自己想要刻度。

# plt.axis([x_min, x_max, y_min, y_max])
# plt.xlim(0, 12)
# plt.ylim(-1, 1)
plt.xticks(list(range(0, 12, 2)))
plt.yticks(list(range(-1, 2, 1)))

（6）設置 x，y 軸的標題文本

plt.xlabel('x軸')
plt.ylabel('y軸')

（7）設置圖例和標題

plt.legend()'
plt.title("正弦函數(shù)")

plt.legend()要想正常實現(xiàn)功能效果，plt.plot（）中l(wèi)abel必須設置。

（8）plt.show()

必須有的函數(shù)。在關閉show()函數(shù)彈出的圖像窗口前，show()函數(shù)后面的代碼不會運行，直到用戶關閉圖像窗口，才會繼續(xù)。
完整代碼：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 用于顯示中文字符
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
# 預設參數(shù)
t = np.arange(0, 12, 0.01)
s = np.cos(2 * np.pi * t)
s2 = np.sin(2 * np.pi * t)
# 打開一個畫布
plt.figure(num=1, figsize=(10, 10))

# 畫函數(shù)線，沒有l(wèi)abel，圖例舊無法顯示
plt.plot(t, s, color='red', ls='-', label='cosx', )
# 畫y=o的直線,平行于x軸；
plt.axhline(y=0, color='green', lw=2, label='分割線')
# 畫x=4的直線，平行于y軸；
plt.axvline(x=0, color='b', lw=2, label='分割線2')
# 繪制垂直于x軸的參考區(qū)域
plt.axhspan(ymin=0, ymax=.1, facecolor='r', alpha=0.2)
plt.axvspan(xmin=0, xmax=1, facecolor='r', alpha=0.2)

# 設置 x，y 軸的數(shù)值范圍
# plt.axis([x_min, x_max, y_min, y_max])
# plt.xlim(0, 12)
# plt.ylim(-1, 1)
plt.xticks(list(range(0, 12, 2)))# 可調刻度
plt.yticks(list(range(-1, 2, 1)))
# 設置 x，y 軸的標題文本
plt.xlabel('x軸')
plt.ylabel('y軸')

# 設置圖例
#plt.legend(loc='upper left', bbox_to_anchor=(0.2, 0.95))
plt.legend()
plt.title("正弦函數(shù)")

# 在關閉show()函數(shù)彈出的圖像窗口前，show()函數(shù)后面的代碼不會運行，直到用戶關閉圖像窗口，才會繼續(xù)。
plt.show()