1 關于 Matplotlib 模塊

Matplotlib 是一個由 John Hunter 等開發的，用以繪制二維圖形的 Python 模塊。它利用了 Python 下的數值計算模塊 Numeric 及 Numarray，克隆了許多 Matlab 中的函數， 用以幫助用戶輕松地獲得高質量的二維圖形。Matplotlib 可以繪制多種形式的圖形包括普通的線圖，直方圖，餅圖，散點圖以及誤差線圖等；可以比較方便的定制圖形的各種屬性比如圖線的類型，顏色，粗細，字體的大小等；它能夠很好地支持一部分 TeX 排版命令，可以比較美觀地顯示圖形中的數學公式。Matplotlib 掌握起來也很容易，由于 Matplotlib 使用的大部分函數都與 Matlab 中對應的函數同名，且各種參數的含義，使用方法也一致，這就使得熟悉 Matlab 的用戶使用起來感到得心應手。對那些不熟悉的 Matlab 的用戶而言，這些函數的意義往往也是一目了然的，因此只要花很少的時間就可以掌握。

Matplotlib 目前包含了37個不同的模塊, 如 matlab, mathtext, finance, dates

等等，其中與繪圖關系最直接的是 matlab 模塊。可以用下面的命令裝載并查看它提供的函數

>>> import matplotlib.matlab>>> dir(matplotlib.matlab)

如果要了解模塊中某個函數的使用方法，可以使用 help 命令。如下面的命令

>>> help(legend)>>> help(plot)

會返回 legend 和 plot 這兩個函數的信息。

本文擬通過一些實例來說明 matplotlib 的這些主要特點。相信通過閱讀這些例子，您能對 Matplotlib 的使用有一個基本的了解。

2 繪制一組冪函數

先從一個簡單的例子開始討論。假設要在一個圖形中顯示一組冪函數。這組冪函數的基不同，分別為10，自然對數 e 和2。可以用如下 Python 腳本去描繪這組曲線，生成的圖形如圖1所示。

  from matplotlib.matlab import *   x = linspace(-4, 4, 200)  f1 = power(10, x)  f2 = power(e, x)  f3 = power(2, x)   plot(x, f1, 'r', x, f2, 'b', x, f3, 'g', linewidth=2)  axis([-4, 4, -0.5, 8]) text(1, 7.5, r'$10^x$', fontsize=16) text(2.2, 7.5, r'$e^x$', fontsize=16) text(3.2, 7.5, r'$2^x$', fonsize=16) title('A simple example', fontsize=16)  savefig('power.png', dpi=75) show()

圖1: 一組冪函數

程序的第一行裝載了 matlab 模塊。接下來的幾行語句（至 savefig 之前）好像是在運行 Matlab 程序，因為 linspace， power, plot，axis, text, title 這些函數在 Matlab 中也存在。這個例子展示了 Matplotlib 中幾個比較常用的繪圖函數，如 plot，axis，title 等的用法。其中 plot 是一個功能十分強大的函數, 通過改變它的參數選項，可以靈活地修改圖形的各種屬性，比如選用的線型，顏色，寬度等。