[筆記] Matplotlib 使用上的一些建議

可以說是在 Python 語言的世界裡面，最具代表性的圖表繪製工具了（a.k.a 資料視覺化）

推薦閱讀 Anatomy Of Matplotlib

matplotlib / AnatomyOfMatplotlib
https://github.com/matplotlib/AnatomyOfMatplotlib
Anatomy of Matplotlib — tutorial developed for the SciPy conference

非常詳盡的解說，搭配非常充分的舉例，閱讀起來幾乎沒有負擔。而且使用 Jupyter Notebook 內嵌文章的方式，連手動複製範例程式碼的時間都省下來了，只要一個 Ctrl Enter 就可以立刻看到效果，真的非常方便。

以下的文章就是以《Anatomy Of Matplotlib》為基礎整理的，目的只是讓自己可以更快速的找到需要的資訊。

一個 Matplotlib 圖表的組成

• Figure 是整個圖表最外層的部份，上圖中淡藍色的部份全部都是
• Axes 是圖表的「圖」的部份，上圖中白色底，藍色線的部份。注意這邊的 axes 是 axis 的複數形，因為一張圖可以有多個軸（維度）
• Subplot有的時候你會看見一張 figure 中包含了複數個圖表，就是透過它達成的
• XAxis 和 YAxis 則分別是 X軸 和 Y軸

注：一個 Axes 可以繪製不只一次圖形（請用圖層的觀念來想像），可以利用這個方式來繪製更為複雜的圖形。

範例圖使用的程式碼：

# x-軸數值設為 -50 ~ 50
x = np.arange(-50, 50)
# 設定背景為藍色 (R=0, G=0, B=0, Alpha=0.1)
fig = plt.figure(facecolor=(0, 0, 1, .1))
# 繪製圖表
plt.plot(x**2)
# 顯示
plt.show()

API: pyplot.figure

請多多使用 plt.subplots

在畫相對簡單的圖的時候，我們總是會傾向直接使用 plt.plot，這點並沒有錯。不過我相信，會閱讀這篇文章的你，一定不是只打算畫一張 Excel 圖表這麼簡單。

為了方便理解，讓我們先把上面那張圖表以 plt.subplots 的方式重新繪製一次：

x = np.arange(-50, 50)

fig, ax = plt.subplots()
fig.set(facecolor=(0, 0, 1, .1))

ax.plot(x, x**2)
ax.set(title='Simple Plot', xlabel='X-Axis', ylabel='Y-Axis')
plt.show()

不過這次加入了表標題、XY軸等說明文字

中文變方框怎麼辦

解決方法參考自：How to change fonts in matplotlib (python)? – Stack Overflow

簡單的作法： 使用 fontname 引數

# 如果你使用 pyplot 界面
plt.title("標題", fontname='Noto Sans CJK JP')
plt.ylabel("X軸", fontname='Noto Sans CJK JP')
plt.xlabel("Y軸", fontname='Noto Sans CJK JP')

# 如果你使用 ax / subplots
ax.set_title("標題", fontname='Noto Sans CJK JP')
ax.set_xlabel("X軸", fontname='Noto Sans CJK JP')
ax.set_ylabel("Y軸", fontname='Noto Sans CJK JP')

結果：當然是成功的，不過每次都需要指定 fontname 實在有點麻煩，不是嗎？

建議的作法： 使用 matplotlibrc

官方文件: Customizing Matplotlib with style sheets and rcParams

plt.rcParams["font.family"] = 'sans-serif'
plt.rcParams["font.sans-serif"] = ['Noto Sans CJK JP']

fig, ax = plt.subplots()
x = np.arange(-50, 50)
ax.plot(x, x**2)
ax.set(title='標題', xlabel='X軸', ylabel='Y軸')
plt.show()

注： 字型名稱怎麼找

請翻自行快取的 json 檔

• Windows: C:\Users\lasts.matplotlib\fontList.json
• Linux: ./.cache/matplotlib/fontlist-v330.json

或者你可以用底下的 Code 幫你列（部份字型餵 FontProperties 的時候可能會出錯）

import matplotlib.font_manager
flist = matplotlib.font_manager.get_fontconfig_fonts()

for font in flist:
  fname = matplotlib.font_manager.FontProperties(fname=font).get_name()
  print(f'{fname}: {font}')

另外，Linux 使用者可以使用 fc-list 列出已安裝的字型：

fc-list | grep -E 'Noto .+ TC'

後記

Matplotlib 是個相當強大的工具，代表它會有很多東西是我們沒辦法一次就上手的。不過這也沒什麼關係，畢竟我們也不見得通通都會用到，只要能夠找到一個比較好理解的寫法，配合官網上的範例，我相信大家都可以學的很快。

Myabe~ 我很快就會又需要筆記自己學到的東西，到時候再說囉～下次見！