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基于Python的科研論文配圖繪制（二）

2023-08-22 16:32 作者:Traveler-小小音 0人讀過 | 我要投稿

Datawhale 8月組隊學(xué)習(xí)活動

參考書籍：《科研論文配圖繪制指南—— 基于Python》，寧海濤著，人民郵電出版社

一、環(huán)境配置

上回說到，通過matplotlib庫，我們可以實現(xiàn)用Python實現(xiàn)基礎(chǔ)繪圖。同樣的，離不開環(huán)境的配置。關(guān)于個人的環(huán)境配置，依然是通過Anaconda創(chuàng)建獨立環(huán)境，并選擇了群友配置好的requirements.txt，再通過pip命令直接一步到位，非常感謝。

群友推薦環(huán)境：Python=3.8

二、初識Matplotlib

書中看到這個庫的時候其實是有種莫名的熟悉感，后來查了一下我原來的幾個環(huán)境，基本上都有它的出現(xiàn)，包括CV和NLP，可以說它的應(yīng)用還是很廣泛的。

圖形元素

（1）基礎(chǔ)類元素：點、線、文本、網(wǎng)格、標題、圖例等

（2）容器類元素：圖形、坐標圖形、軸和刻度
軸比例和刻度

（1）軸比例：規(guī)定了數(shù)值與給定軸之間的映射方式，即數(shù)值在軸上以何種方式進行縮放。

（2）刻度位置和刻度格式：規(guī)定了每個軸對象上刻度的位置與格式。
坐標系

（1）直角坐標系：即笛卡兒坐標系，用代數(shù)公式表達幾何形狀的正交坐標系統(tǒng)。

（2）極坐標系：在平面內(nèi)由極點、極軸和極徑組成的坐標系統(tǒng)。可以與直角坐標系相互轉(zhuǎn)換，滿足x = r cos θ y = r sin θ。往往體現(xiàn)數(shù)據(jù)的周期性，即更好地展示數(shù)據(jù)的周期性變化。要求數(shù)據(jù)較為完整且有明顯的周期性特征。

（3）地理坐標系：可用地理投影有 Aitoff 投影、Hammer 投影、Lambert投影和 Mollweide 投影4種。
多字圖繪制

（1）subplot()函數(shù)：對當前畫布對象添加單個子圖，且每次添加子圖都會規(guī)定其位置順序。

（2）add_subplot()函數(shù)：相對于subplot() 函數(shù)，add_ subplot() 函數(shù)先產(chǎn)生 figure 對象。

（3）subplots()函數(shù)：subplots(nrows, ncols, sharex, sharey)

其中nrows表示繪制子圖的行數(shù)；ncols表示繪制子圖的列數(shù)，行數(shù)與列數(shù)的乘積即繪制的總子圖數(shù)；sharex可以用來設(shè)定是否共享X軸；sharey可以用來設(shè)定是否共享Y軸。該函數(shù)會返回一個坐標數(shù)組對象，該對象用于每個子圖的單獨繪制。

（4）axes()函數(shù)：為當前畫布對象添加坐標圖形對象，使其成為當前的坐標圖形對象。還包括對當前畫布對象中的坐標圖形對象添加顏色和大小映射等。

（5）subplot2grid()函數(shù)：實現(xiàn)對不規(guī)則多子圖的繪制，可以在當前畫布對象上繪制網(wǎng)格。

（6）gridspec.GridSpec()函數(shù)：gridspec.GridSpec(nrows, ncols, figure, left, bottom, right, top)

函數(shù)用于指定放置子圖的網(wǎng)格的幾何形狀。其中nrows表示網(wǎng)格中的行數(shù)；ncols表示網(wǎng)格中的列數(shù)；left、bottom、right和top是可選參數(shù)，用于將子圖的范圍定義為圖形寬度或高度的一部分，設(shè)定網(wǎng)格在圖形中的具體位置。

（7）subplot_mosaic()函數(shù)：subplot_mosaic(mosaic,…)

函數(shù)利用mosaic參數(shù)設(shè)置特定字符串符號進行子圖的視覺布局。
圖類型

包括plot()（線圖、點圖、帶連接線的點圖）、scatter()（散點圖）、bar()/barh()（柱形圖 / 條形圖、堆積柱形圖 / 堆積條形圖）、axhline()/ axvline()（垂直于 X/Y 軸的直線）、fill_between()（面積圖、填充圖）等。