如何在 Matplotlib 中修改現有的圖形例項？

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在這篇文章中，我們將學習如何在 Matplotlib 中修改現有的圖形例項。我們將看到在 matplotlib 中修改現有圖形的完整分步過程，以及它們在 Python 中的完整示例。

Matplotlib 是一個流行的 Python 庫，用於建立各種型別的繪圖和視覺化。它提供了一個高階介面來生成圖表和圖形，以及對圖形的各個方面進行細粒度控制。在 Matplotlib 中，圖形例項表示整個視覺化，包括一個或多個子圖、座標軸、標題、標籤和圖例。

要使用圖形例項，我們需要使用 plt.figure() 函式建立一個圖形例項。這將建立一個新的圖形例項並返回對其的引用。然後，我們可以根據需要向圖形新增子圖、座標軸、標題和其他元素。

在 Matplotlib 中修改現有圖形例項的步驟

以下是修改 Matplotlib 中現有圖形例項的完整步驟：

步驟 1：匯入所需的模組

在 Matplotlib 中修改現有圖形例項的第一步是匯入其模組。請參閱以下語法以匯入所需的模組：

import matplotlib.pyplot as plt

在上面的程式碼中，我們將 Matplotlib 的 pyplot 模組匯入為 plt，它是 pyplot 的別名，我們將在本文中一直使用它。

步驟 2：建立一個圖形例項

下一步是建立一個新的圖形例項。為此，我們可以使用 plt.figure() 函式，該函式用於返回一個新的圖形例項，然後我們可以對其進行修改。

fig = plt.figure()

上面的程式碼建立一個新的圖形例項並將其賦值給變數 fig。

步驟 3：繪製資料

建立新的圖形例項後，我們現在將使用 Matplotlib 中提供的眾多繪圖函式之一在其上繪製資料。例如，我們可以使用以下程式碼繪製簡單的線形圖：

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [2, 4, 6, 8, 10]
plt.plot(x, y)

步驟 4：修改圖形例項

下一步是修改我們建立的圖形例項，我們已經在該例項上繪製了一些資料。這樣，我們現在可以自定義其外觀或新增新元素。要修改 Matplotlib 中的圖形例項，有多種方法。以下是一些常見的修改：

更改圖形大小

我們可以使用 fig.set_size_inches() 函式更改圖形例項的大小。此函式採用一個元組作為引數，該元組以英寸為單位表示寬度和高度。

fig.set_size_inches(8, 6)

更改座標軸限制

我們可以使用 plt.xlim() 和 plt.ylim() 函式更改 x 軸和 y 軸的限制。這些函式各採用兩個引數，它們分別是軸的上下限。

plt.xlim(0, 6)
plt.ylim(0, 12)

新增標題

我們可以使用 plt.title() 函式向圖形例項新增標題。此函式採用一個字串引數，該引數是圖形的標題。

plt.title("My Figure")

步驟 5：顯示圖形

修改圖形例項後，我們需要使用 plt.show() 函式顯示它。

plt.show()

步驟 6：修改現有圖形例項

要修改現有圖形例項，我們首先需要獲取對其的引用。我們可以透過在建立圖形例項時將其分配給變數來實現，或者使用 plt.gcf() 函式獲取對當前圖形例項的引用。

fig = plt.gcf()

此程式碼獲取對當前圖形例項的引用並將其賦值給變數 fig。

獲得對圖形例項的引用後，我們可以使用步驟 4 中描述的相同方法對其進行修改。

例如，我們可以按如下方式更改圖形例項的大小：

fig.set_size_inches(10, 8)

此程式碼將圖形例項的大小更改為寬度 10 英寸，高度 8 英寸。

我們還可以按如下方式更改圖形例項的標題：

plt.title("My Modified Figure")

步驟 7：儲存圖形

修改圖形例項後，我們可能希望將其儲存為影像檔案。我們可以使用 plt.savefig() 函式來實現。此函式採用檔名作為引數，並將圖形例項儲存到該檔案。

現在，我們已經學習了修改 Matplotlib 中現有圖形例項的完整步驟，讓我們看一些使用不同方法修改現有圖形例項的示例。

示例 1：修改現有圖形例項

在下面的示例中，我們使用 np.random.randn() 為 x 和 y 座標生成 100 個隨機數。然後，我們使用 plt.scatter() 建立散點圖，並透過設定標題、x 軸標籤和 y 軸標籤來自定義繪圖。最後，我們使用 plt.show() 顯示繪圖。生成的繪圖將顯示一個具有隨機分佈的藍色點的散點圖。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# Generate random data
np.random.seed(0)
x = np.random.randn(100)
y = np.random.randn(100)

# Create a scatter plot
plt.scatter(x, y, color='blue', alpha=0.5)
plt.title("Scatter Plot Example")
plt.xlabel("X")
plt.ylabel("Y")

# Show the plot
plt.show()

輸出

示例 2：使用面向物件介面

在下面的示例中，我們使用 plt.subplots() 建立一個 Figure 物件和一個 Axes 物件。然後，我們使用 Axes 物件 ax 使用 ax.plot() 繪製資料。我們自定義線條顏色、線型併為圖例新增標籤。Axes 物件用於分別設定標題、x 軸標籤、y 軸標籤並使用 ax.set_title()、ax.set_xlabel()、ax.set_ylabel() 和 ax.legend() 新增圖例。最後，我們使用 plt.show() 顯示繪圖。生成的繪圖將顯示正弦函式的線形圖，該圖具有紅色虛線。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# Generate data
x = np.linspace(0, 10, 100)
y = np.sin(x)

# Create a Figure and Axes objects
fig, ax = plt.subplots()

# Plot the data using the Axes object
ax.plot(x, y, color='green', linestyle='--', label='sin(x)')
ax.set_title('Line Plot Example')
ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')
ax.legend()

# Show the plot
plt.show()

輸出

結論

可以透過遵循所討論的簡單步驟來修改 Matplotlib 中的現有圖形例項。在本文中，我們學習瞭如何在 Matplotlib 中修改現有圖形例項。我們首先匯入所需的模組，建立一個新的圖形例項，在其上繪製一些資料，然後對其進行修改以自定義其外觀或新增新元素。Matplotlib 提供了不同的方法來修改圖形例項，例如更改大小、座標軸限制、新增標題等等。使用這些技術，我們可以在 Python 中建立視覺上吸引人且資訊豐富的繪圖。