用途:Matplotlib 是 Python 的基础可视化库,用于创建静态、动画和交互式图表,适合科学可视化与统计绘图。本技能提供使用指导,覆盖 pyplot 接口(MATLAB 风格)与面向对象 API(Figure/Axes),以及出版级可视化最佳实践。
主要能力:支持折线图、散点图、柱状图、直方图、热力图、等高线图、箱线图、小提琴图等;支持多面板子图(subplots、subplot_mosaic、GridSpec);支持 3D 绘图;可导出 PNG、PDF、SVG 等格式;可自定义颜色、样式、标签、图例;支持动画与交互式绘图;可嵌入 Jupyter 或 GUI 应用。
使用方式:核心对象层级为 Figure、Axes、Artist、Axis。推荐使用面向对象接口:fig, ax = plt.subplots(),再调用 ax.plot 等方法并设置标签、标题、图例。保存用 plt.savefig('plot.png', dpi=300, bbox_inches='tight')。技能附带脚本:python scripts/plot_template.py 与 python scripts/style_configurator.py。
适用场景:科学或统计可视化、多子图排版、出版级图表导出、Jupyter 交互分析、3D 可视化。
限制与注意:避免依赖 pyplot 隐式状态;用 constrained_layout=True 或 tight_layout() 防止元素重叠;大图用 rasterized=True 减小体积;多图时用 plt.close(fig) 释放内存;figsize 单位为英寸,像素 = dpi × 英寸。官方文档见 https://matplotlib.org/。