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matplotlib

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更新于 10-16 06:17

技能介绍

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。本技能提供使用指导,覆盖 pyplot(MATLAB 风格)与面向对象 API(Figure/Axes),以及出版级可视化的最佳实践。

主要能力:支持折线、散点、柱状、直方图、热力图、等高线、箱线图、小提琴图等;可定制颜色、样式、标签、图例;支持多面板子图(subplots、subplot_mosaic、GridSpec);可导出 PNG、PDF、SVG 等格式;支持 3D 绘图与动画;可嵌入 Jupyter 或 GUI 应用。

核心概念:Figure 为顶层容器,Axes 为绘图区,Artist 为可见元素,Axis 处理刻度与标签。两种接口:pyplot 隐式状态适合快速探索;面向对象接口(fig, ax = plt.subplots())推荐用于生产代码与复杂图形。

使用方式:基本流程为创建 fig/ax、绘图、定制、保存或显示。示例:fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 6));ax.plot(x, y);ax.set_xlabel('x');plt.savefig('plot.png', dpi=300, bbox_inches='tight');plt.show()。多子图可用 plt.subplots(2, 2) 或 subplot_mosaic。样式可用 plt.style.use() 与 rcParams 调整。

适用场景:科学统计可视化、多面板图形、交互与动画、3D 可视化、Jupyter 与 GUI 集成。

限制与注意:避免 pyplot 状态混乱,生产代码用 OO 接口;用 constrained_layout 或 tight_layout 防止重叠;大图用 rasterized=True;及时 plt.close(fig) 释放内存;figsize 单位为英寸,像素 = dpi × 英寸;避免非感知均匀的彩虹色图。

技能附带脚本:scripts/plot_template.py(绘图模板)与 scripts/style_configurator.py(样式配置),用法分别为 python scripts/plot_template.py 和 python scripts/style_configurator.py。详细参考见 references/plot_types.md、styling_guide.md、api_reference.md、common_issues.md。官方文档:https://matplotlib.org/。